选取如图1所示的多级轴流式泵作为计算实例。多级轴流式泵是法国石油研究院与某公司首先推出的气液混输泵。该混输泵任意一级增压单元由一个轴流叶轮和导叶组成,其结构如图2所示。选取该增压单元的过流空间作为计算区域。流体质点从图中的导入环形管位置开始,流经叶轮、导叶,然后进入下一级栗单元。增压单元的主要几何数据见表1。
二、广一泵业阐述气液介质物性参数及叶片泵搡作参数
计算中使用的气液两相介质物性参数及叶片泵操作参数见表2。假设液相为不可压流体,气相为不可压理想气体。
三、计算区域、网格的生成及边界条件处理
使用FLUENT中的前处理程序Gambit生成计算几何体,再进行网格划分,得到如图3所示的六面体非结构网格单元。其中叶轮内有184278个网格单元,其余静止部分有235752个网格单元。广一泵针对含有运动固体边界的流动问题,FLUENT提供了多重参考坐标系。具体计算时将叶轮区域设在运动坐标系,其余静止区域设在固定坐标系。边界条件的设定对计算结果的影响至关重要,本文边界条件采取如下设置:
1)进口边界条件:按表2的工况流量、各相体积率输入;入口揣流取值按水力直径大小及湍流强度给定(5%)。
2)出口边界条件:文献采取了给定泵级出口压力的设置,但该参数在计算前难以确定。因此本文出口边界条件选取流动充分发展条件。
3)壁面条件:流动边界采用无滑移固壁条件,并使用标准壁面函数法确定固壁附近流动。
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