[发明专利]一种基于CFD的离心泵空化性能的预测方法

摘要

本发明提高一种基于CFD的离心泵空化性能的预测方法，涉及使用CFD空化模型预测离心泵NPSHr的方法。主要包括以下步骤在CFX软件中边界条件设置为进口固定总压和出口固定质量流量，进行快速的数值模拟计算，估算出泵的扬程；在新的边界条件下，在CFX软件中再次算出泵的扬程；在CFX软件中，边界条件为进口固定质量流量和出口固定静压，进行模拟计算得到一个比较接近真实值的NPSHr的估算值；边界条件设置为进口固定质量流量和出口固定静压，在CFX软件中模拟计算出非常接近扬程下降3％的点，所得NPSHr的值非常接近真实值；若上一步的计算结果在精度范围内，过程结束，否则重复上一步内容。本发明是一种可预测并可控的模拟方法，并节省了模拟次数和模拟时间。

主权项

一种基于CFD的离心泵空化性能的预测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一：给定质量流量M*，进口总压PTin*，在CFX软件中，设置边界条件：进口设置为固定总压：PTin(0)＝PTin*出口设置为固定质量流量：Mout(0)＝M*在CFX中模拟计算后处理输出得到：出口总压：PTout(0)，出口静压：PSout(0)，则泵扬程和动压根据计算可以得到：扬程H(0)＝PTout(0)‑PTin(0)，动压DH(0)＝PTout(0)‑PSout(0)步骤二：在CFX软件中，设置边界条件：进口设置为固定质量流量：Min(1)＝M*出口设置为固定静压PSout(1)＝PSout(0)在CFX中模拟计算后处理输出得到：进口总压：PTin(1)出口总压：PTout(1)计算得到的泵的扬程：H(1)＝PTout(1)‑PTin(1)动压DH(1)＝PTout(1)‑PSout(1)所述泵的扬程H(1)是泵不发生空化时的满载扬程H100，根据公式PT是进口总压PTin(1)，Pv是流体的蒸汽压力，ρ是密度，g是重力加速度，计算可以得到H‑NPSH曲线上的第一个点，步骤三：在CFX软件中，设置边界条件：进口设置为固定质量流量：Min(2)＝M*出口设置为固定静压PSout(2)＝(1‑α)H100‑DH(1)工程上扬程下降α时的汽蚀余量NPSH作为泵的必须汽蚀余量NPSHr，2％＜α＜4％，在CFX中模拟计算后处理输出得到：进口总压：PTin(2)出口总压：PTout(2)计算得到泵的扬程：H(2)＝PTout(2)‑PTin(2)动压：DH(2)＝PTout(2)‑PSout(2)根据公式PT是进口总压PTin(2)，Pv是流体的蒸汽压力，ρ是密度，g是重力加速度，计算可以得到H‑NPSH曲线上的第二个点，步骤四：在CFX软件中，设置边界条件：进口设置为固定质量流量：Min(3)＝M*出口设置为固定静压PSout(3)＝(1‑α)H100+PTin(2)‑DH(2)在CFX中模拟计算后处理输出得到：进口总压：PTin(3)出口总压：PTout(3)计算得到泵的扬程：H(3)＝PTout(3)‑PTin(3)动压：DH(3)＝PTout(3)‑PSout(3)根据公式PT是进口总压PTin(3)，Pv是流体的蒸汽压力，ρ是密度，g是重力加速度，计算可以得到H‑NPSH曲线上的第三个点。