在最后两个博客中,我们讨论了气穴现象。作为一个自然的下一步,我们将研究旋转流动,特别是叶轮中的流动。对于这个应用,我们将利用Floefd的旋转坐标系。
现在让我们验证FloEFD在旋转坐标系中执行与旋转固体相关的计算的能力。参考1之后,我们将考虑9叶片离心式叶轮中的水流,叶片相对于交叉半径以恒定的60°角倾斜,并从320 mm内径延伸至800 mm外径(见图1)。这个叶轮中的水从中心流向外围。为了将计算结果与参考文献1中的实验数据进行比较,规定叶轮角速度为32rpm,容积流量为0.00926m³/s。

图1。叶轮的叶片几何结构。
由于作为叶轮无叶扩压器的叶轮进口几何结构和圆盘延伸在参考文献1中没有准确的描述,为了进行验证计算,我们任意指定环形进气道为直径为80 mm,在静止坐标系中,入口速度分布均匀,垂直于表面。叶轮盘的外端直径为1.2 m,如图2所示。

图2。用于计算叶轮中三维流动的模型。
上述环形入口的体积流量和环形出口处1 atm的潜在压力被指定为问题的流动边界条件。使用5级结果分辨率和最小壁厚2 mm(因为叶片具有恒定厚度)在计算网格上执行FloEFD三维流动计算。以进一步捕捉
从环形入口到叶片边缘的区域也使用了局部初始网格。因此,计算网格的总数约为1,000,000细胞。
参考1之后,让我们比较通道方向的流速(wS,它们的定义如图3所示,β=60°)沿着穿过叶片(线)之间通道的多条径向线gJM磷图4)在叶轮轮盘之间的中间高度。

图3。通道方向流速的定义。

图4。沿通道方向流动的参考径向线的定义在参考文献1中测量速度(从A到S,按字母顺序)。
通道方向的流速除以ΩxR2,式中,Ω为叶轮的角速度,r2=400 mm为叶轮的外半径,在参考文献1中测量并在执行的FloEFD计算中获得,如图5-8所示。在这些数字中,沿径向线的距离除以线的长度。通过对叶轮叶片之间所有九个流道的九条曲线进行平均,得到了各图的FloEFD结果。图9所示为在叶轮轮盘中间高度处,计算出的沿通道方向的流速切割图,覆盖了整个计算区域。在这里,G,JM图中显示了每个叶轮流道中的径向线。计算结果与实验数据吻合较好。

图5。叶轮沿G的通道方向的流速(见图4)径向线,并与实验数据进行了比较。

图6。叶轮沿J方向的通道流速(见图4)径向线,并与实验数据进行了比较。

图7。叶轮沿m的通道方向的流速(见图4)径向线,并与实验数据进行了比较。

图8。叶轮沿P方向的通道流速(见图4)径向线,并与实验数据进行了比较。

图9。由Floefd计算的叶轮沿通道方向的流速的切割图。
如果要下载此验证的版本,请单击此处。
参考文献
1。维瑟F.C.BrouwersJ.J.H.琼克J.B.:旋转低比转速离心叶轮通道中的流体流动。
J流体动力学研究,24,聚丙烯。255-92(1999)。
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