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低浓度气固两相流在离心风机中的流场模拟研究

作　者: 李颂
导　师: 郭仁宁
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: Fluent软件计算流体动力学离心风机气固两相流流场数值模拟
分类号: TH442
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

离心风机是一种广泛应用于国民经济各领域的一种通用机械,对离心风机运行效率的提高将会提高我们对能源的利用率,而对离心风机内部流场的研究是提高离心风机运行效率的关键。本文利用CFD商用软件Fluent对2HB-310-H06型离心风机内部低浓度气固两相流场进行模拟,在模拟过程中采用的是有限体积法和非结构三角形网格,以标准k-ε方程为基础,并利用了SIMPLE算法,模拟结果显示该风机的效率为80.89%。、数值模拟结果捕捉到了离心风机内部许多重要的流动现象,可以很好地预示叶轮内部的重要流动特征。就整个叶轮内流体而言,压力值呈现近似中心对称形状,压力最大值出现在蜗壳出口、蜗壳壁面及蜗舌附近,最小值出现在叶轮非工作面的叶轮入口附近。而速度在叶轮区域是由内向外逐渐增加然后又逐渐减小的,在蜗壳区域是由内向外一直逐渐减小,且在出口处出现速度的最低值。并且数值模拟结果显示,离心风机内部流场存在着明显的不对称性,各个叶轮流道的压力和速度分布并不相同。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-27
  1.1 离心风机气固两相流动的研究背景及意义  10-15
    1.1.1 研究离心风机内部流动的意义  10-11
    1.1.2 离心式通风机内部流场的研究方法  11-12
    1.1.3 离心风机内部流动研究现状  12-15
  1.2 离心风机简介  15-21
    1.2.1 离心风机概述  15
    1.2.2 离心风机的结构  15-17
    1.2.3 离心风机中的能量损失  17-21
  1.3 离心风机气固两相流场的数值模拟研究  21-25
    1.3.1 离心风机数值模拟技术的发展  21-25
    1.3.2 离心风机气固两相流场的数值模拟  25
  1.4 本文的主要工作  25-27
2 计算流体力学基础  27-36
  2.1 流体力学基本方程与湍流模型的应用  27-30
    2.1.1 流体力学基本方程  27-29
    2.1.2 湍流模型应用  29-30
  2.2 计算流体力学的求解过程  30-32
    2.2.1 总体计算流程  30
    2.2.2 建立控制方程  30-31
    2.2.3 确定边界条件与初始条件  31
    2.2.4 划分计算网格  31
    2.2.5 建立离散方程  31
    2.2.6 离散初始条件和边界条件  31-32
    2.2.7 给定求解控制参数  32
    2.2.8 求解离散方程  32
    2.2.9 判断解的收敛性  32
  2.3 常用的离散方法  32-36
    2.3.1 有限差分法  33
    2.3.2 有限元法  33
    2.3.3 有限体积法  33-36
3 CFD商用软件简介  36-41
  3.1 CFD商用软件的形成过程  36-37
  3.2 几个大型通用商业软件简介  37-39
    3.2.1 CFX软件  37
    3.2.2 PHOENICS软件  37
    3.2.3 NUMECA软件  37-38
    3.2.4 STAR-CD软件  38
    3.2.5 FLUET软件介绍  38-39
  3.3 选用FLUENT软件的依据  39-41
4 实验研究  41-43
5 高温低浓度气固两相流在离心风机内部流场的数值模拟  43-62
  5.1 建立模型  43
  5.2 网格划分  43-46
    5.2.1 指定边界条件类型  45
    5.2.2 指定区域类型  45-46
  5.3 Fluent设定  46-48
    5.3.1 控制方程  46
    5.3.2 用FLUENT软件求解网格模型  46-48
  5.4 收敛结果及可信度分析  48-52
    5.4.1 残差监视结果  48-49
    5.4.2 风机全压报告  49-50
    5.4.3 风机效率计算  50-51
    5.4.4 模拟结果可信度判断  51-52
  5.5 模拟结果分析  52-62
    5.5.1 离心风机内静压等压线分析  52-54
    5.5.2 离心风机内动压等压线分析  54-56
    5.5.3 离心风机内总压等压线分析  56-57
    5.5.4 离心风机内相对总压等压线分析  57-58
    5.5.5 离心风机内速度矢量分析  58-60
    5.5.6 离心风机内湍流强度分析  60-61
    5.5.7 小结  61-62
6 全文工作总结与展望  62-64
  6.1 全文工作总结  62-63
  6.2 工作展望  63-64
参考文献  64-67
作者简历  67-69
学位论文数据集  69

低浓度气固两相流在离心风机中的流场模拟研究

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