梯形迷宫螺旋泵内部流动数值计算及性能预测

在梯形迷宫螺旋泵理论分析基础上,运用流场计算商用软件FLUENT,首次模拟了清水状态下梯形迷宫螺旋泵内部的三维湍流场,对给定基本参数的梯形迷宫螺旋泵内部流动进行数值计算和分析,从而得到了其内部流动的主要特征和外特性变化,结合数值计算与试验结果,提出了采用计算流体力学(computational fluid dynam ics,CFD)计算方法对泵的性能进行预测,为梯形迷宫螺旋泵的设计、改进和优化提供有益的参考.

梯形迷宫螺旋泵内部流动的数值模拟

结合梯形迷宫螺旋泵的流动特点,在相应的假设条件基础上建立流动模型、简化计算方程组,并给出具体的边界条件。利用有限差分式求得流动模型的数值解,从而得到梯形迷宫螺旋泵内部流动的主要特征。得出进液环腔处产生二次回流现象而导致迷宫泵效率低下,通过在转子进口处增大定、转子之间间隙c而弱化该处的节流降压,通过增大进口液腔的环空体积以降低出口压头损失的结论。所得结论可为梯形迷宫螺旋泵的设计、改进和优化提供有益的参考。

不等梯形迷宫螺旋泵内部三维流场的数值模拟

借助Fluent软件,采用湍流模型对一种转子螺纹头数与定子螺纹头数不等的梯形迷宫螺旋泵的内部流场进行了数值模拟,并分析了内部流场的速度与压力的分布规律。结果表明,此模拟泵的增压效果明显,泵内螺旋区域流体处于紊流状态,沿螺旋区域壁面法向,流体的速度梯度和压力梯度较大,流体对壁面冲击较大。