离心泵内磁流变液流动特性的研究.pdfVIP

研究与分析 · 机械研究与应用 · 离心泵 内磁流变液流动特性的研究 李林斌，何建国，吉 方，黄 文，罗 清 (中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川 绵阳 621900) 摘 要：采用Mixture多相流模型和标准的K—F模型，使用SMPLEC算法，应用Fluent软件，对磁流变抛光循环系统用 离心泵 内部水基磁流变液三维流场进行数值模拟，分析不同叶片数对泵 内磁流变液流场压力、速度、颗粒体 积浓度分布的影响。计算结果表明：随着叶片数 目的增加 ，叶轮出口压力呈现 出先增加后减小的趋势；叶片数 目对叶轮 出口处磁流变液速度大小影响不明显，对叶轮流道 内的速度分布及颗粒体积浓度分布影响显著。 关键词 ：磁流变液 ；离心泵 ；叶轮 ；数值模拟 中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：1007-4414(2011)o5-0032-03 Researchontheflow ofMRF inCentrifugalPump LiLin-bin，HeJian-guo，JiFang，Huang Wen，Luo Qing (Instituteofmechanicalmanufacturingtechnique，Chinaacademyofengineeringphysics，MianyangSichuan 621900，China) Abstract：InordertostudytheflowmechanismofMRF(magnetorheologicalfluid)incentrifugalpumpwithdifferentblade number，three-dimensionalsimulationisintroducedintoMRFflow inthispump，usingtheFluentsoftware，Mixturemodel， SMPLECalgorithm nadstnadardK一8turbulencemode1．Theeffectsofdifferentbladenumbertiletotallydiscussedonpressure， velocityandthesolidvolume~acfion．nleresultindicatesthatasthenumberincreasing．thepressurerisefirstnaddown a． gain．nlebladenumberplaysna importantroleintheflow ofMRF． Keywords：magnetorheological-fluid；centrifugalpump；impener；numericalsimulation 1 引 言 数值分析，以期初步明确叶片数对磁流变液在泵内的 磁流变液是微米尺寸的磁性颗粒分散于非磁性 压力场、速度场 以及浓度场的影响规律，以优化叶轮 的基液 (如水、油等)中所形成的两相悬浮液 ¨J。 叶片数 目，在提高泵出口压力的同时保证浓度分布的 在零磁场情况下具有牛顿流体特性，属于典型的两相 均匀性，减少流道内的漩涡数 目，从而实现磁流变抛 流体 J。由于磁流变液粘度高、比重大、易稀化的特 光用离心泵的优化。 点以及磁流变抛光过程中小流量、高稳定性的要求， 2 离心泵内三维流场建模 普通固液两相流在离心泵内的流动规律具有一定的 2．1 基本参数与网格划分 不适用性。叶轮作为离心泵内关键过流器件，其性能 离心泵的最大设计流量为Q=2L／min，转速为 7／, 主要由叶片形状、叶片数及叶轮外径等参数决定。保 = 2700r／min，环形压水室直径 D=72mm，叶轮外径 持其他参数不变的情况下，对磁流变抛光用离心泵叶 D=70mm，叶轮内径 d=18mm，三种叶轮叶片数 z分 轮的叶片数进行研究，可以为泵的设计和优化提供一 别为5、6