理论教育 分析速度非定常强度和湍流强度分布

分析速度非定常强度和湍流强度分布

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图5-26所示是设计工况下不同叶轮位置时蜗壳内绝对速度非定常强度的分布。对于不同的叶轮位置,流体非定常强度分布明显不同,最大值出现在叶片位置φ=0°时工作面对应的位置。由结果可知,绝对速度的非定常强度分布也是时变的。尽管对于额定工况,叶轮内的流动非定常强度不是最低的,但考虑到叶轮与蜗壳的匹配问题,最终获得的叶轮和蜗壳流道内时均非定常强度最低。在非设计工况下隔舌区域时均湍流强度相对更大。

分析速度非定常强度和湍流强度分布

如图5-26所示是设计工况下不同叶轮位置时蜗壳内绝对速度非定常强度的分布。对于不同的叶轮位置,流体非定常强度分布明显不同,最大值出现在叶片位置φ=0°时工作面对应的位置。在叶片位置φ=90°和φ=270°时,相对较大值分布在蜗壳隔舌附近,相对较小的值分布在蜗壳出口管处。由结果可知,绝对速度的非定常强度分布也是时变的。

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图5-26 设计工况下不同叶轮位置时蜗壳内绝对速度非定常强度分布

如图5-27所示是设计工况下不同叶轮位置时相对速度非定常强度的分布。对所有叶轮旋转位置,相对较大值分布在靠近叶片后缘的工作面附近,以及叶轮出口位置附近,这说明该区域的动静干涉作用强烈,流体速度分量变化剧烈。最大值出现在φ=270°叶片位置。由结果可知相对速度非定常强度也是时变的。

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图5-27 设计工况下不同叶轮位置时相对速度非定常强度分布

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图5-28 额定转速不同工况下叶轮流道时均相对速度非定常强度分布

如图5-28所示是不同工况下叶轮流道时均相对速度非定常强度的分布,其与叶轮所在位置无关,与整个叶轮旋转周期内的相对速度分布有关。从图中可以明显看到,相对较大的值分布在叶轮出口和叶片工作面附近,且随着流量的增加而增大。最大值出现在Q=42L/s工况下叶片工作面靠近后缘的位置。这可能因为大流量工况下,叶片向流体传递了更多的能量,流体获得较多动能,叶片后缘附近的尾流具有较大的相对速度,因而会与蜗壳发生更强的动静干涉作用,因此获得了更大的速度波动。

如图5-29所示是不同工况下蜗壳流道内时均绝对速度非定常强度分布情况。从图中可知,靠近叶轮出口位置的时均绝对速度非定常强度相对较大,且仅在大流量和小流量工况下,存在较大值(时均绝对速度非定常强度系数978-7-111-44883-9-Chapter05-46.jpg)。这可能是因为,蜗壳的设计是针对Q=33L/s额定流量,在该工况下叶轮和蜗壳能够很好地匹配,蜗壳内流动相对较平稳顺畅,而在其他流量下,叶轮内流动进入蜗壳后能量不能被很好地转化,因此流动不稳定,表现出很强的非定常特性。尽管对于额定工况,叶轮内的流动非定常强度不是最低的,但考虑到叶轮与蜗壳的匹配问题,最终获得的叶轮和蜗壳流道内时均非定常强度最低。(www.daowen.com)

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图5-29 额定转速不同工况下蜗壳流道内时均绝对速度非定常强度分布

如图5-30所示是额定转速不同工况下叶轮流道内时均湍流强度分布。从图中可知,相对较大的时均湍流强度分布在叶轮出口和叶片工作面附近区域。

如图5-31所示是额定转速不同工况下蜗壳流道时均湍流强度的分布。从图中可知,较高的时均湍流强度分布在各个工况下的蜗壳隔舌附近,说明该区域湍流强度的变化强烈。在非设计工况下隔舌区域时均湍流强度相对更大。

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图5-30 额定转速不同工况下叶轮流道内时均湍流强度分布

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图5-31 额定转速不同工况下蜗壳流道时均湍流强度分布

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