并联式液气射流泵内部流场数值模拟

合集下载

蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟

蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟随着科学技术的不断发展，人们对于流场研究的需求越来越高。

而数值模拟则成为现代科学研究中不可或缺的一部分。

本文将围绕“蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟”这一主题展开讲解，带领小伙伴们一步一步深入了解相关知识。

第一步，了解射流泵模型的内部流场特性。

射流泵是利用高速流体的动能来传递压缩气体或输送液体的机械设备，其内部流场特性主要包括压力分布、速度分布、流线分布等。

这些特性对于射流泵的性能有着决定性的影响。

第二步，介绍蒙特卡罗法。

蒙特卡罗法是一种基于概率统计的数值模拟方法，其主要思想是利用多次重复采样的方法，通过统计得到随机事件的概率分布。

在流场模拟中，可以应用蒙特卡罗法模拟粒子在流场中的运动状态，进而得到流场的特性数据。

第三步，探索蒙特卡罗法在射流泵模型内部流场数值模拟中的应用。

通过对射流泵模型的内部流场进行数值模拟，我们可以得到流场中各个位置的速度、压力、流线等特性数据。

基于这些数据，可以对射流泵的性能进行准确的预报，也可以更加深入地了解流场特性。

第四步，总结蒙特卡罗法在射流泵模型内部流场数值模拟中的优势。

相较于传统的数值模拟方法，蒙特卡罗法具有计算量小、可靠性高、适用范围广等优点。

在射流泵模型内部流场数值模拟中应用蒙特卡罗法，可以更加准确地描述流场的特性，提高研究的精度和可信度。

综上所述，蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟具有重要意义和应用价值。

通过深入理解射流泵模型内部流场特性，熟练掌握蒙特卡罗法的基本原理和计算流程，我们可以更加准确地预报射流泵的性能、优化流场设计、提高产品的质量和效率。

液体射流泵内部流动分析：Ⅱ理论计算参数确定

液体射流泵内部流动分析： Ⅱ理论计算参数确定
王玉川，曹树良，高传昌，王松林
（１．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，ｊＥ京１０００８４；２．华北水利水电学院电力学院
河南 Байду номын сангаас 州４５００１１；３．华北水利水电学院水利学院，河南郑州４５００１１）王玉Ｊ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｆｏｗｉｎｌｉｑｕｉｄｊｅｔｐｕｍｐＰａｒｔ Ⅱ：
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓｃｏｅｆｉｃｆｉｅｎｔｓｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ
ｖａｒｉａｂｌｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｒｉｖｅｄｉｎａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｊｅｔｐｕｍｐｓ．Ｔｈｏｓｅｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙ
ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｔＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎ４５００１１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ

液环泵喷射器三维流场数值模拟分析

第５期 ห้องสมุดไป่ตู้
２１０２年５月
文章编号：０１３９（０２０－１１０１０ — ９７２１）５０１－２
机械设计与制造
ＭａｈｎｒＤｅｉｎｃｉｅｙｓｇ＆Ｍａｕａｔｒｎｆｃｕｅ
液环泵喷射器三维流场数值模拟分析
引射压力（ａＰ）
采用ＣＸ软件较好的模拟了喷射器三维模型的流场，Ｆ在喉嘴距为２ｒ０ｍ时的喷射系数最大。面积比不变的情况下，ａ较高的
图４不同喉嘴距下喷射系数随引射压力变化
存引射气量和喷射系数随引射压力和喉嘴距变化的关系，如引射压力能提高喷射器的效率。在引射压力下一定的条件下，约为１．５，时喷射系数最大。这样，０１）此可图３图４所示。由图３可见，、当引射压力为２０Ｐ时，００ａ喉嘴距为在一个最佳的面积比（以为喷射器的优化设计提供理论依据。４ｍ３ｒｍ、５ｍ时引射气量是负值，０ｍ、０ａ１ｒａ形成了倒吸，喷射器不能正常工作。随着引射压力的增大，引射气量迅速的增加，当引射参考文献压力达到４０Ｐ时引射气量趋于稳定。但是在喉嘴距为２ｍ［］００ａ０ｍ２廖国进，巴德纯，阎少峰，蒸汽喷射泵超音速流体三维模拟研究［］等．Ｊ．
｛
｝ｔｅ幻ａｔｈｅ舭ｔａｏｅｓｃｎｈａｏｅｈｏＰｅＭｒｈａｈｈｚｔｅｄｉａＬｅｆｃｉｎｏｒｚｄａ舭ｒｆｃｈｊｇｆｏｌｉａｔｒＴｔｎ。
ｉｃｎ，ｈｃｒｖｄｓｒｅｅｃｒｐｉａｄｓｎｏｅｃｏ．ｉｔｗｉｐｏｉｅｅｒｎｅｏｔｌｅｉｊｔｅｈｆｆｏｍｇｆｅｒ

射流泵空化流动的数值模拟

段的非定常气液两相空化流动过程进行了数值模拟，包括射流泵内空化初生、空化发展及剧烈空化等不同过程的空化流动．捕捉到了气泡从射流边界层内初生，随着主流一起向下游流动、分裂、
聚合、胀及消失的过程，膨模拟结果与试验观测一致．计算所得到的初生空化数也与试验值基本
Ｂｉｎ００，ｈｎ；．｛ｈｎＳｃｎｈｐＤｓｎ＆ＲｓａｃｎｔｕｅＷｕａ，ｂｉ３０４ｈｎ）ｅｉｇ１０Ｃｉ３ＶｕａｅｏｄＳｉｅｉｊ１９ａｇｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｈｎＨｕｅ４０６．Ｃｉａｉ
ａｄｗｏｂｉｇｄｗｎｔｅｍｔｈｉｏｕｂｌｎｏｓｒａｗｉｈｔｅｍａｎｆｗ，ｂｂｌｐｉｎｌｕｂｅｓｌｔｇ，ｂｂｌｏｖｒｉｇ，ｂｂｌｎｔｎｎｉｕｂｅｃｎｅｇｎｕｂｅｉｆａｉｇａｄ
பைடு நூலகம்
中图分类号：Ｖ３．２Ｔ３文献标志码：Ａ文章编号：１７８３（００００００Ｔ１１３；Ｈ８６４— ５０２１）１— ０７— ５
Ｎｍｅｉａｓｌｔｎｏａｉｔｇｆｗｗｔｉｅｕｕｒｃｌｉａｉｎｃｖｔｉｏｉｎｊｔｐｍｐｍｕｏａｎｌｈ
ＬｎｉｉｈＱａ ‘ ，ａｉＣｉｉｈ，ＷｎｅｇｎｏｇＸｎｎ，Ｃ。ｐｇｉ一ＨｎＮｎ，ａＢａＭｎｇｏａｇＦｎｆｇｉ

自吸泵内部流场的数值模拟及性能预测

图５泵出口处回流孔Ａ的局部放大图
Ｆｉｇ．５
ＤｒａｗｉｎｇｏｆｐａｒｔｉａｌｅｎｌａｒｇｅｍｅｎｔＮｅａｒｒｅｆｌｏｗｐｏｓｉｔｉｏｎＡａｔｐｕｍｐｏｕｔｌｅｔ
图６为回流孔召处分别从ｚ轴和ｌ，轴方向观察得到的绝对速度局部放大图．
（ａ）总压云图
（ｂ）静压云图
图３设计工况下中截面的总压和静压云图
Ｆｉｇ．４
图４设计工况下截面的绝对速度图
ＡｂｓｏｌｕｔｅｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｃｔｏｒＯｉｌｍｉｄｄｌｅｓｅｃｔｉｏｎｐｌａｎｅｕｎｄｅｒｄｅｓｉｇｎｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
图５为泵体出口回流孔Ａ处的局部放大图．从图中看出，分离室上方有一个小旋涡，其下方有一个较大旋涡．分析其原因是速度较大的流体进入分离室后，以很高的速度经回流孔Ｂ处流人蜗壳，由于分离室边壁的影响，形成了大小不同的旋涡．
ｋｉ。＝０．００５Ⅱ２ｉｎ’８ｉｎ＝挚，
式中Ｚｉ。为求解域的混合长度，假定为进口水力直径的０．５倍；Ｑ为经验系数；Ⅱ讯为泵进口速度．当计算区域内湍流运动很强烈时，人口截面上后，ｓ的取值对计算结果的影响不是很大．２．３．２出口边界条件
自吸泵出口断面通道变化很小，近似假设变量在出口处扩散通量为零．一般取充分发展条件—— 自由出流（ｏｕｔｆｌｏｗ），并且对上游没有影响．如果在出
王涛（１９８７一），男，浙江江山人，硕上研究生（ｆｌｕｉｄｗａｎｇｔａｏ＠１６３．ｃｏｒｎ），主要从事流体机械研究．
万方数据
三＝：—＝Ｚ三＝＝：＝＝：三＝墨ｌｌ瑟ｊ一≯一：彰躐麟鼢磁§黪谚，一；，一。，罐∥。，’＿，二∥鞔呼圪缆黪《矮，彩裳锈黪羧黪镪酾鳞黪爱缫灞蝴麓ｌ｜藕繇麓糍黪㈣霸鳓魏誊錾移￡。¨旷，，。“，，７矿ｍｔ，瑚霪ｌ１９５ｌ赣瓣∥秘。ｉ；，

大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析

供一定的参考。
３数值计算方法
３１控制方程．
进人孔进线孔
导叶段
图１灯泡贾流泵装置结构图
十一五国家科技支撑计划（０６Ａ０Ａ３；国家自然科学基金（７９６）２０ＢＢ４０）５７００；国家科技支撑计划（０ＢＤ１０ — ）０２６Ａ１Ｂ７５；扬州大学研究０
５计算结果与分析
图３为灯泡贯流泵的纵断面流速图。由图可知，原方案中前置灯泡贯流泵装置进水流道内的流
出口条件：出口边界设置在出水流道后加的一
段出水池的出口处，设为出流条件（ｕｆｗ，即ｏｔｏ）ｌ
各变量沿水流方向的梯度为０，即Ｏ／＝。￣ＯＯｎ
・
２・６
小兼柱采
２１年１０第期０
大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析木
金燕刘超汤方平周济人
（扬州大学江苏省水利动力工程重点实验室，江苏扬州；２５０２０９）
摘要：采用ＣＤ软件对大型贯流泵装置模型（Ｆ包括叶轮、导叶和进出水流道）内部三维流速场进行计算分析和装置性能研究，计算了过流部件的水力损失，分析了贯流泵内部流动特点及其与装置外特性的联系。此基础上，在对水泵
十如一如（：【Ｏ＋ｓ３毒ｋＧ。）｛ｋＪ】
十＝
ａｐ）（ｅ
一
（方案３ｄ）
＝
（ｅ）方案４
一
＋
毒篝告１Ｇ一
ｃ， Ⅱ

小型气液射流泵内部流场数值模拟及优化选择

ｂｌｃｏｅａｄＶＦｍｅｏ．Ｔｅｓｕａｉｅｕｓｓｏｈｔｈａ— ｑｉｊｔｕｓｗｔｅｐｎｕｎｅｍｄｌｎＯｔｄｈｉｌｔｎｒｓｈｈｗｔａｔｅｇｓｌｕｄｅｐｍｐｉｘａ — ｅｈｍｏｉｈｓｎｎｚｌａｏｄｖｌｃｙａｄｓｔｒｓｒｉｒｕｉｓｔｅａ —ｑｉｔｕｐｉｍｄｓｉｏｚｓｈｓｇｏｅｉｎｔｉｐｅｓｅｄｓｉｔｎ，ｉｌｕｄｊｍｓｗｔ５ｍｉｏｅｏｔａｃｕｔｂｏｈｒｉｅｐｈ－
Ａｂｔｃ：Ｉｏｅｔｓｄｅｐｒｒｎｅａｄｃａａｔｉｉｓｆｈｔｎｌｏｅｆａ—ｑｉｔｓｒｔｎｒｒｏｔｙｔｅｆｍａｃｎｈｒｃｒｔｅｉｅａｆｗｆｌｏｇｓｉｕｄｊａｄｕｈｏｅｓｃｏｔｎｒｌｉｄｌｅｐｍｓｗｔａｓｗｒｉｇｆｉ，ｅｇｓｉｕｄｊｔｕｐｔｔｍｄｌｗｔｉｅｅｔｓｕｔｅｅｅｄ — ｕｐｉｉａｏｋｎｕｄｔａ—ｑｉｅｐｍｅｏｅｉｄｆｒｎｔｃｒｓｗｒｅｈｒｌｈｌｓｓｈｆｒｕ
工作气体压力和不同参数下的气液射流泵内部流动进行了数值模拟．拟结果表明，模带有扩张式
喷嘴的气液射流泵流体的速度和静压分布情况比非扩张式喷嘴的气液射流泵的好；喉嘴距为５ｍｍ气液射流泵的速度分布情况较佳；混合室直径为６ｍｍ的气液射流泵的速度分布情况较好．带有扩张式喷嘴喉嘴距为５ｍｍ及混合室直径为６ｍｍ的气液射流泵有较好的速度分布．关键词：气液射流泵；内部流场；数值模拟；嘴；混合室直径；喉嘴距喷中图分类号：２７９Ｔ４￥７．；Ｈ８文献标志码：Ａ文章编号：６４—８３２１）３— ２７— ４１７５０（００００００

蒸汽射流泵内流场数值模拟

蒸汽射流泵内流场数值模拟摘要：蒸汽射流泵作为气体压缩技术的关键部件，其内部的流动一直是研究重点。

虽然蒸汽射流泵的工作原理、结构设计已有大量的文献发表，但由于其内部流动状况较为复杂，到目前为止还没有深入的研究。

文中首先详细介绍了蒸汽射流泵的工作原理。

其次利用FLUENT计算软件对射流泵内的流场进行了数值模拟。

关键词：蒸汽射流泵，内部流场，数值模拟,研究1 引言射流泵作为液体或气体压缩技术的关键部件，是一种用来传递能量、质量的流体机械和混合反应设备，由于其本身没有运动部件，所以它结果简单、工作可靠、加工容易，且密封性好，便于综合利用。

而且射流泵本身对工作工质的要求不严格，常用于输送液体、气体和固体物。

射流泵正是凭着这些优越性，在电力、水利、冶金、交通、石油、化工、环境保护等国民经济各个部门都有广泛的应用。

但由于射流泵内部流动较为复杂，到目前还没有深入的研究。

因此，利用FLUENT软件对射流泵内的流场进行数值模拟具有十分重要的理论意义。

2 蒸汽射流泵工作原理通常用的蒸汽射流泵，主要由喷嘴、喉管、扩散管、喉管入口段、吸入室等部件组成，其结构如图1所示。

图1 蒸汽射流泵结构简图射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。

蒸汽射流泵的工作流体和被吸流体都是蒸汽。

其工作原理：具有一定压力的工作蒸汽沿压力管路引入喷嘴，在喷嘴出口处由于射流和空气的粘滞作用，把喷嘴附近的空气带走，使喷嘴附近形成真空，在外界大气压作用下，被抽送蒸汽被吸上来，并随同高速工作蒸汽一同进入喉管内，在喉管内两股蒸汽发生动量交换，工作蒸汽将一部分能量传递给被抽送蒸汽。

这样，工作蒸汽速度减慢，被抽送蒸汽速度加快，到达喉管末端时两股蒸汽速度渐趋一致，混合过程基本完成。

该蒸汽然后进入扩散管，在扩散管内流速逐渐降低、压力上升，最后从排出管排出。

3 蒸汽射流泵数值模拟3.1几何模型建立利用FLUENT软件中的前处理器Gambit软件生成蒸汽射流泵模型，最后生成计算网络。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

摘
要
ｂｅｓｔ．
引入湍流模型以封闭求解。
本文主要应用ＶＯＦ方法，结合ｋ～￡湍流模型，对两种不同结构的液气射流泵在相同工况下进行了内部流场的数值模拟，模ｉｄ－ｇａｓｊｅｔｐｕｍｐ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
并联式液气射流泵内部流场数值模拟
李同卓蒋楠廖翔
河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作４５４０００ＴｈｅＦｌｏｗＦｉｅｌｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｈｅｐａｒａｌｌｅｌｔｙｐｅｌｉｑｕｉｄ－ｇａｓｊｅｔｐｕｍｐ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｌｉｑｕｉｄ－
ｇａｓｊｅｔｐｕｍｐｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｒｏａｔｍｏｕｔｈｄｉｓｔａｎｃｅ
全发展。２．２边界条件２．２．１进口边界
表明，并联式液气射流泵的效果要此普通结构的液气射流泵效果要好；对不同喉嘴距和隔板长度的并联式液气射流泵的模拟结果表
明：１Ｏｍｍ喉嘴距的效果较好，１１Ｏｍｍ隔板长度的效果较好
关键词
液气射流泵；数值模拟；喉嘴距；隔板长度
中图分类号：ＴＫ７２文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｌｉｑｕｉｄ－ｇａｓｊｅｔ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１３．１２．０９７
基金项目：河南理工大学博士后基金（Ｂ２０１０－３３）；河南省科技厅重点攻关项目（１０２１０２３１０３６２）
ｓｉｍｕｌａｔｅｄ
ｍａｉｎｌｙｂｙＶＯＦｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈ
１两相流控制方程与湍流模型
１．１两相流控制方程用ＶＯＦ方法对湍流进行模拟时，考虑到液气射流泵中只有液气两相，利用不可压缩流体物性方程和连续方程可以得到各相体积组分的输运方程。１．２湍流模型湍流数值模拟采用雷诺时均方程法，
ＬＩＴｏｎｇｚｈｕｏＪｉａｎｇＮａｎＬｉａｏＸｉａｎｇ
ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４０００，Ｃｈｉｎａ
２．２．２出口边界
ｔｈａｔ：ｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｔｙｐｅｌｉｑｕｉｄ－ｇａｓｊｅｔｐｕｍｐｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｌｉｑｕｉｄ－ｇａｓｊｅｔｐｕｍｐｏｆｇｅｎｅｒａｌ
ｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｋ一￡．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄ
并联式液气射流泵工作流体水的进口和被吸流体空气的进口都设定为速度入口，取试验实测计算得到的流速，速度在进口截面上均匀分布。进口截面上的湍动能ｋ和湍动能耗散率ｅ的计算如文献［４］所述。
ｔｈｒｏａｔｄｉｓｔａｎｃｅ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｂｏａｒｄｌｅｎｇｔｈ
ｎｏｚｚｌｅ一２建立模型与边界条件
２．１建立计算区域并联式液气射流泵结构如图１所示。计算区域如图２所示，模拟的并联式液气射流泵为不带扩散室形式，让流体在喉管内部完
ｐｕｍｐｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌ
到目前为止，对普通结构的射流泵的研究比较成熟，而对特殊结构的射流泵的研究则比较少见。为了增加被吸流体的流量发明设计了一种新型的并联式液气射流泵ｊ。本文通过采用ＶＯＦ方法，结合ｋ一￡湍流模型，对相同工况下并联式液气射流泵和普通结构的液气射流泵内部流动进行数值模拟，并讨论各尺寸对其性能的影响。