基于Fluent的串接组合式迷宫螺旋泵数值模拟

摘要

通过Gambit完成流域的三维造型和网格划分，应用计算流体力学Fluent软件，采用多重参考系（MRF）方法，基于RNG k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法，对泵内三维单相流场进行数值模拟．提出一种新型结构的迷宫螺旋泵，探讨了环槽宽度、环槽深度对新型结构泵性能的影响，确定最优设计参数，结果表明：环槽宽度、环槽深度分别为4，3 mm时泵性能最佳．通过分析模型的压力分布、速度分布、湍动能分布，研究泵内流体的流动和能量交换，对比分析2种模型泵的水力性能．分析表明：与原模型泵相比，新模型泵增压幅度和增压速率明显较大，螺旋环进口处增压速率高于螺旋环内部增压速率；转子流域内流体速度明显高于定子流域，间隙中面上存在强烈的质量和动量交换；流体增压速率与湍动强度有关，流体湍动强度越大，增压速率越大；新模型泵性能优于原模型泵，在最高工况点，扬程同比增加约3.42 m，水力效率提高约0.85％；流量大于最高工况点流量，新模型泵的效率明显高于原模型泵．