亚洲日韩视频免费观看|9191精品国产观看|欧美一级午夜做片性视频|中日韩久久人妻一区二区|欧美精品骚包一区二区三区|在线观看三级国产精品国产|国产欧美日韩在线视频播放|亚洲AV伊人久久综合密臀性色

離心風(fēng)機(jī)梯形截面蝸殼內(nèi)旋渦流動(dòng)的數(shù)值分析王企逅戴韌陳康民上海理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院，上海捅要本文求解時(shí)均NS方程和BaldwinLcmax湍流模式，使用基于時(shí)間推進(jìn)法的JameScn格式計(jì)算方法，對(duì)離心風(fēng)機(jī)的梯形截面蝸殼內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。計(jì)算結(jié)果明，在蝸殼各徑向截面上都存在著個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相反強(qiáng)度交替變化的渦對(duì)。該渦對(duì)會(huì)隨著徑向截面位置與蝸殼運(yùn)行工的變化發(fā)生復(fù)雜的變化。對(duì)該渦對(duì)演化細(xì)節(jié)的研究有助于探討蝸殼內(nèi)流動(dòng)損失的些機(jī)理，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)的流動(dòng)是高雷諾數(shù)劇烈分離的旋渦流動(dòng)。對(duì)蝸殼內(nèi)旋渦生成演化細(xì)節(jié)的探討，有助于認(rèn)識(shí)蝸殼內(nèi)旋渦流動(dòng)的本質(zhì)優(yōu)化蝸殼的設(shè)計(jì)。

　　由于蝸殼內(nèi)部是復(fù)雜的旋渦流，其本身具有強(qiáng)烈的非線性性，對(duì)其內(nèi)部次流及旋渦流動(dòng)細(xì)節(jié)至今還不夠明了。本文旨在運(yùn)用數(shù)值計(jì)算的手段，對(duì)離心風(fēng)機(jī)梯形截面蝸殼內(nèi)的旋渦流動(dòng)進(jìn)行計(jì)算與研究，著重把握在設(shè)計(jì)工況與變工況下蝸殼內(nèi)旋渦流動(dòng)的生成演化細(xì)節(jié)，從而為深入對(duì)蝸殼內(nèi)流動(dòng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)及改善其設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　1是計(jì)算所用風(fēng)機(jī)外型意。其中給出了蝸殼六個(gè)徑向截面，隨后將在這六個(gè)截面上考察旋渦的運(yùn)動(dòng)與發(fā)展規(guī)律。

　　財(cái)從=1.5其中，財(cái)計(jì)算流量點(diǎn)，Mdcs 2.2計(jì)算方法合81揣流模型。方程組采用基于時(shí)間推進(jìn)法的18，1格式，有限體積法離散。為提計(jì)算的速度與收斂性，本文采用了重網(wǎng)格，循環(huán)的，厘3技術(shù)隱式殘差光順當(dāng)?shù)貢r(shí)間步長(zhǎng)等加速收斂技術(shù)。有關(guān)計(jì)算方法細(xì)節(jié)可參文獻(xiàn)4.

　　2.3計(jì)算網(wǎng)格與邊界條件網(wǎng)格生成采用分區(qū)分塊技術(shù)，將葉輪與蝸殼內(nèi)各布置約30萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格，并對(duì)壁面附近網(wǎng)格進(jìn)行局部加密。2給出了整個(gè)蝸殼的維網(wǎng)格分布。

　　計(jì)算時(shí)進(jìn)口給定流量與流動(dòng)方向；出口給定背壓；壁面給定無(wú)滑移條件。計(jì)算殘差下降個(gè)量級(jí)即認(rèn)為計(jì)算收斂。

　　3計(jì)算結(jié)果與分析縱觀各工況下徑向截面上流譜35，可以發(fā)現(xiàn)，在絕大部分的截面上都存在著個(gè)渦對(duì)，其中渦位于徑向截面的梯形區(qū)內(nèi)，另渦位于該截面的矩形區(qū)內(nèi)為了簡(jiǎn)便起，以下稱(chēng)在梯形區(qū)的渦為旋渦，在矩形區(qū)的渦稱(chēng)旋渦。

　　旋渦從第個(gè)截面開(kāi)始形成，并沿各截面呈現(xiàn)種初生發(fā)展耗散及潰滅的演變過(guò)程。而旋渦個(gè)截面上，并且它的形成過(guò)程要比旋渦清晰地多先從壁面有部分流體被卷起，并逐步形成渦核；位于壁面的初生了渦逐步發(fā)展并離開(kāi)壁面向梯形區(qū)中心運(yùn)動(dòng)；丁渦在運(yùn)動(dòng)過(guò)程+，由于粘性耗散作用，強(qiáng)度逐步減弱，最終被耗散掉。這過(guò)程恰能夠說(shuō)明流體的粘性和外壁的影響是形成旋渦的物理機(jī)制。

　　這些流譜從個(gè)側(cè)面也說(shuō)明了，組成這渦對(duì)的兩個(gè)渦中，渦是個(gè)穩(wěn)定渦，它幾乎存在于從蝸舌至360的通流區(qū)域，而旋渦是個(gè)不穩(wěn)定的旋渦，它的產(chǎn)生發(fā)展與耗散主要在集中在120至240的通流區(qū)域。

　　這個(gè)渦對(duì)的強(qiáng)度也是交替發(fā)展的，開(kāi)始時(shí)旋渦較強(qiáng)而初生丁渦較弱；隨著旋渦的發(fā)展，其強(qiáng)度大，此時(shí)尺渦的強(qiáng)度逐步變?nèi)?；隨著丁渦運(yùn)動(dòng)時(shí)的粘性耗散，強(qiáng)度又減弱時(shí)，只渦的強(qiáng)度又逐步回升。

　　同時(shí)還可以看到，這對(duì)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向恰好相反，只渦是右旋渦而旋渦為左旋渦。上述這些現(xiàn)象是與旋渦守恒定理相致的。盡管旋渦守恒定理是描述理想流體的性質(zhì)，但在只數(shù)的粘性流體中，也往往能在定性上現(xiàn)出旋渦守恒的些規(guī)律。

　　比較各個(gè)工況下徑向截面上這對(duì)旋渦的產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程及其強(qiáng)度的變化可以發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)工況下這就說(shuō)明，蝸殼的運(yùn)作工況從小流量點(diǎn)到大流量點(diǎn)的變化過(guò)程中，就其粘性耗散而導(dǎo)致的能量損失而言，有個(gè)最佳工況點(diǎn)，這即是設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。只有在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)上，渦對(duì)的強(qiáng)度與作用范圍最小，這就預(yù)著蝸殼內(nèi)部流動(dòng)的粘性損失小，流動(dòng)的效率高；而在變工況點(diǎn)，渦對(duì)的強(qiáng)度很大，從而導(dǎo)致了流動(dòng)的粘性損失增大，流動(dòng)效率降低。在蝸殼的設(shè)計(jì)中，根據(jù)徑向截面上所通過(guò)的流量隨包角的增大成正比的增加這原則得出了蝸殼型線的等環(huán)量設(shè)計(jì)原則，并形成了對(duì)數(shù)螺旋線式的蝸殼型線，參照本文的計(jì)算結(jié)果明，這種等環(huán)量設(shè)計(jì)原則能在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)較好的抑制旋渦的形成，從而降低損失，提了流動(dòng)效率。而在小流量點(diǎn)，由于蝸殼內(nèi)部所通過(guò)的流量過(guò)小，通流速度過(guò)低，使梯形區(qū)的壁面上由于壁面的摩擦導(dǎo)致流動(dòng)附面層分離從而形成旋渦；在大流量點(diǎn)，由于蝸殼內(nèi)的流量超過(guò)設(shè)計(jì)流量，過(guò)大的通流速度使大量流體擠入蝸殼內(nèi)，使蝸殼內(nèi)流動(dòng)的不穩(wěn)定性增加，從而導(dǎo)致旋渦的形成。

　　值得注意的是，隨著蝸殼工況流量的變化，旋渦與渦流的相對(duì)強(qiáng)度也在發(fā)生變化。在小流量與設(shè)計(jì)流量下，旋渦的發(fā)展大小始終小于旋渦，而隨著流量的大，旋渦的強(qiáng)度有明顯的增加。旋渦與旋渦的相對(duì)強(qiáng)度的變化就反映出了蝸殼內(nèi)粘性損失大小的位置變化在小流量與設(shè)計(jì)流量工況點(diǎn)，旋渦的粘性損失主要存在于蝸殼徑向截面的矩形區(qū)，而隨著工況點(diǎn)的流量大，粘性損失的強(qiáng)度逐步向徑向截面的梯形區(qū)轉(zhuǎn)移。

　　因此，在梯形截面的蝸殼中，特別是在變工況時(shí)，旋渦所造成的總壓損失是制約蝸殼內(nèi)流動(dòng)效率提的個(gè)不可忽視的重要因素。

　　4結(jié)論加格式并配合，湍流模型的計(jì)算方法，對(duì)離心風(fēng)機(jī)的梯形蝸殼進(jìn)行了在設(shè)計(jì)工況與變工況下的數(shù)值模擬，著重研究蝸殼內(nèi)部各個(gè)徑向截面上旋渦的生成演化細(xì)節(jié)，計(jì)算結(jié)果明在梯形蝸殼的徑向截面上存在著旋轉(zhuǎn)方向相反強(qiáng)度交替變化的個(gè)渦對(duì)。其中個(gè)旋渦位于徑向截面的梯形區(qū)內(nèi)，是左旋不穩(wěn)定旋渦，它主要存在于120至240的通流區(qū)域中，并有明顯的產(chǎn)生發(fā)展與耗散過(guò)程；另個(gè)旋渦位于徑向截面的矩形區(qū)內(nèi)，它是個(gè)右旋較為穩(wěn)定的旋渦，它幾乎充滿(mǎn)于從蝸舌至360的通流區(qū)域內(nèi)。

　　這對(duì)旋渦的強(qiáng)度與蝸殼運(yùn)行的工況有關(guān)在設(shè)計(jì)工況下，渦對(duì)的強(qiáng)度很弱，但在變工況時(shí)，渦對(duì)的強(qiáng)度，大。

　　隨著工況點(diǎn)流量的增加，位于徑向截面梯形區(qū)的旋渦發(fā)展強(qiáng)度也會(huì)增大，甚至?xí)錆M(mǎn)整個(gè)梯形區(qū)，這就造成了梯形區(qū)內(nèi)由于旋渦的粘性耗散所造成的總壓損失增加。因此，梯形截面蝸殼內(nèi)梯形區(qū)中由于旋渦的粘性耗散所造成的粘性損失是影響蝸殼內(nèi)部流動(dòng)效率的個(gè)重要因素。