多相混輸泵內部流動數(shù)值模擬

前言
第1章概述1
1.1多相混輸泵的類型1
1.2多相混輸泵的工程應用3
1.3本章小結7
第2章多相混輸泵數(shù)值計算基本理論8
2.1氣液兩相流模型10
2.1.1均相流模型10
2.1.2分相流模型11
2.1.3漂移流模型12
2.1.4雙流體模型14
2.2相間作用力16
2.3流固耦合計算基本理論18
2.3.1流固耦合動力學控制方程18
2.3.2結構運動方程的有限元模型20
2.3.3模態(tài)分析的有限元方程21
2.4本章小結23
第3章多相混輸泵數(shù)值計算方法24
3.1湍流模型24
3.1.1標準 k-ε模型及其修正25
3.1.2RNG k-ε模型27
3.1.3Realizable k-ε模型28
3.1.4標準k-ω模型29
3.1.5SST k-ω模型29
3.1.6RSM模型29
3.1.7LES模型30
3.2空化模型31
3.2.1Singhal空化模型31
3.2.2Zwart-Gerber-Belamri空化模型32
3.2.3Schnerr-Sauer空化模型33
3.3多相混輸泵建模及網格劃分33
3.3.1過流部件幾何建模33
3.3.2過流部件網格劃分35
3.4邊界條件及求解設置38
3.5本章小結38
第4章基于BladeGen多相混輸泵增壓單元水力設計39
4.1葉輪選型計算39
4.2導葉選型計算43
4.3葉輪水力設計45
4.4導葉水力設計53
4.5本章小結56
第5章多相混輸泵水力性能57
5.1多相混輸泵外特性57
5.1.1純液條件下多相混輸泵外特性57
5.1.2氣液條件下多相混輸泵外特性59
5.2多相混輸泵水動力特性60
5.2.1氣液兩相條件下多相混輸泵內瞬態(tài)水動力特性60
5.2.2液相黏度對多相混輸泵內水動力特性的影響66
5.2.3氣液兩相條件下多相混輸泵內壓力脈動特性68
5.3本章小結75
第6章多相混輸泵內氣液兩相流動機理77
6.1多相混輸泵內氣相分布規(guī)律77
6.1.1含氣率對多相混輸泵內氣液兩相分布規(guī)律的影響77
6.1.2流量對多相混輸泵內氣液兩相分布規(guī)律的影響79
6.1.3轉速對多相混輸泵內氣液兩相分布規(guī)律的影響88
6.1.4液相黏度對多相混輸泵內氣液兩相分布規(guī)律的影響92
6.1.5不同增壓單元葉輪內氣液兩相分布規(guī)律102
6.2多相混輸泵內壓力分布規(guī)律108
6.2.1純液條件下多相混輸泵內壓力分布規(guī)律108
6.2.2液相黏度對多相混輸泵內壓力分布規(guī)律的影響113
6.2.3含氣率對多相混輸泵內壓力分布規(guī)律的影響115
6.2.4流量對多相混輸泵內壓力分布規(guī)律的影響117
6.3多相混輸泵內速度分布規(guī)律118
6.3.1純液條件下多相混輸泵內速度分布規(guī)律118
6.3.2液相黏度對多相混輸泵內速度分布規(guī)律的影響120
6.3.3含氣率對多相混輸泵內速度分布規(guī)律的影響122
6.3.4流量對多相混輸泵內速度分布規(guī)律的影響124
6.4多相混輸泵內流線分布規(guī)律125
6.4.1純液條件下多相混輸泵內流線分布規(guī)律125
6.4.2含氣率對多相混輸泵內流線分布規(guī)律的影響126
6.5多相混輸泵內湍動能分布規(guī)律128
6.5.1純液條件下多相混輸泵內湍動能分布規(guī)律128
6.5.2含氣率對多相混輸泵內湍動能分布規(guī)律的影響129
6.6本章小結130
第7章多相混輸泵空化特性132
7.1空化特性曲線132
7.2空化對多相混輸泵內流特性的影響134
7.2.1空化對壓力分布的影響134
7.2.2空化對速度分布的影響137
7.2.3空化對湍動能分布的影響141
7.3含氣率對多相混輸泵空化性能的影響142
7.3.1多相混輸泵葉輪內氣-汽相分布143
7.3.2葉輪周向汽相體積分數(shù)變化規(guī)律149
7.4臨界空化斷裂工況下瞬態(tài)水動力特性150
7.4.1臨界空化斷裂工況葉輪上的瞬態(tài)軸向力150
7.4.2臨界空化斷裂工況葉輪上的瞬態(tài)徑向力151
7.4.3臨界空化斷裂工況導葉上的瞬態(tài)徑向力151
7.5本章小結152
第8章多相混輸泵內旋渦運動及湍流耗散特性154
8.1多相混輸泵內旋渦演變機理154
8.1.1流量對多相混輸泵內旋渦運動規(guī)律的影響154
8.1.2轉速對多相混輸泵內旋渦運動規(guī)律的影響155
8.1.3含氣率對多相混輸泵內旋渦運動規(guī)律的影響155
8.2多相混輸泵增壓單元內湍流耗散特性164
8.2.1含氣率對多相混輸泵內湍流耗散分布規(guī)律的影響165
8.2.2流量對多相混輸泵內湍流耗散分布規(guī)律的影響170
8.3本章小結176
第9章多相混輸泵能量轉換特性179
9.1多相混輸泵葉片壓力載荷分布規(guī)律179
9.1.1純液條件下多相混輸泵葉片壓力載荷分布規(guī)律179
9.1.2氣液兩相條件下多相混輸泵葉片壓力載荷分布規(guī)律183
9.2多相混輸泵葉輪域能量變化規(guī)律188
9.2.1純液條件下多相混輸泵葉輪域能量變化規(guī)律188
9.2.2氣液兩相條件下多相混輸泵葉輪域能量變化規(guī)律191
9.3多相混輸泵葉輪域能量轉換特性193
9.3.1純液條件下多相混輸泵葉輪域能量轉換特性193
9.3.2氣液兩相條件下多相混輸泵葉輪域能量轉換特性197
9.4多相混輸泵增壓單元內的能量損失200
9.4.1能量損失計算方法200
9.4.2增壓單元內能量損失分析201
9.5空化對多相混輸泵能量轉換特性的影響206
9.5.1空化對多相混輸泵做功性能的影響206
9.5.2空化對多相混輸泵內能量損失的影響212
9.6本章小結215
第10章多相混輸泵流固耦合特性217
10.1多相混輸泵葉片應力應變分布規(guī)律217
10.1.1黏度對多相混輸泵葉片應力應變分布規(guī)律的影響217
10.1.2流量對多相混輸泵葉片應力應變分布規(guī)律的影響219
10.1.3含氣率對多相混輸泵葉片應力應變分布規(guī)律的影響223
10.2多相混輸泵轉子模態(tài)特性227
10.2.1預應力對多相混輸泵轉子動力學特性