理论教育 速度非定常强度与湍流强度的分布与分析

速度非定常强度与湍流强度的分布与分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于n=1250r/min,Q=11L/s工况,时均相对速度非定常强度分布规律复杂,在靠近叶片工作面以及前后盖板附近存在强度值较大的区域。如图5-44所示是蜗壳流道内不同圆周位置时均绝对速度非定常强度的分布。从图中可以看出,各工况下时均绝对速度非定常强度在圆周方向分布的结果差别不大,仅在n=1250r/min,Q=11L/s工况下波动相对明显。

速度非定常强度与湍流强度的分布与分析

如图5-37所示是不同转速和流量工况下叶轮流道时均相对速度非定常强度分布情况。从图中可以看出,n=1250r/min,Q=22L/s工况下时均相对速度非定常强度值最小;n=1250r/min,Q=11L/s工况下时均相对速度非定常强度值最大,最大值分布在叶片工作面一侧,这说明叶片工作面侧速度的非定常强度很大,流动变化剧烈;n=1000r/min不同流量工况下,时均相对速度非定常强度较大值也分布在叶片工作面一侧。不同转速和流量工况下上述分布规律亦可从叶片表面附近时均相对速度非定常强度的分布中得到,如图5-38所示。从图中可以看出,在叶片背面附近相对速度的非定常强度较小,而在叶片工作面附近出现了一个明显的峰值。

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图5-37 不同转速和流量工况下叶轮流道时均相对速度非定常强度分布

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图5-38 不同转速和流量工况下叶片表面附近时均相对速度非定常强度分布

除了关注叶轮流道及叶片附近的非定常强度外,叶片出口附近的非定常强度分布情况也同样重要。如图5-39所示是不同转速和流量工况下叶轮出口圆周面时均相对速度非定常强度的分布。对于n=1250r/min,Q=22L/s工况,叶轮出口处时均相对速度的非定常强度较弱。对于n=1250r/min,Q=11L/s工况,时均相对速度非定常强度分布规律复杂,在靠近叶片工作面以及前后盖板附近存在强度值较大的区域。n=1000r/min,Q=22L/s工况下时均相对速度非定常强度值较大的区域位于叶轮后盖板靠近叶片工作面的位置,最大值约为0.036;n=1000r/min,Q=11L/s工况下,时均相对速度非定常强度值在叶轮前后盖板附近部分区域较大,时均相对速度非定常强度系数最大值可达0.042。

如图5-40所示是不同转速和流量工况下叶轮流道内时均湍流强度分布,如图5-41所示是不同转速和流量工况下叶片表面是时均湍流强度分布。从这两图可以看出,不同转速不同流量工况下,叶轮流道内时均湍流强度分布表现出相似的规律,即叶片背面附近时均湍流强度相对较

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图5-39 不同转速和流量工况下叶轮出口圆周面时均相对速度非定常强度

大,工作面附近较小。且两种转速时Q=11L/s工况下时均湍流强度的分布比各转速的Q=22L/s工况下的大。

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图5-40 不同转速和流量工况下叶轮流道时均湍流强度分布

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图5-41 不同转速和流量工况下叶片表面时均湍流强度分布

如图5-42所示是不同转速和流量工况下叶轮出口圆周面上时均湍流强度的分布。从图中可以看出,对于不同转速相同流量下的时均湍流强(www.daowen.com)

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图5-42 不同转速和流量工况下叶轮出口圆周面上时均湍流强度分布

度分布尽管绝对值存在差异,但分布规律近似。对Q=22L/s工况,在叶轮后盖板附近以及叶片表面附近时均湍流强度相对较大;在Q=11L/s工况下,时均湍流强度的分布在圆周方向变化不大,而从后盖板到前盖板逐渐减小。

如图5-43所示是不同转速和流量工况下蜗壳流道内时均绝对速度非定常强度的分布。从图中可以看出,对于各转速和流量工况,蜗壳流道内绝对速度非定常强度较大的区域主要是靠近叶轮出口位置和隔舌处,而在蜗壳出口管处,非定常强度较小,这说明周期性作用在出口管位置已经得到了充分的衰减。如图5-44所示是蜗壳流道内不同圆周位置时均绝对速度非定常强度的分布。从图中可以看出,各工况下时均绝对速度非定常强度在圆周方向分布的结果差别不大,仅在n=1250r/min,Q=11L/s工况下波动相对明显。

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图5-43 各转速和流量工况下蜗壳流道时均绝对速度非定常强度分布

图5-45是不同转速和流量工况下蜗壳流道时均湍流强度的分布。对于各个转速下的Q=22L/s流量工况,湍流强度较大的区域主要是靠近叶轮出口以及隔舌附近的区域,而在Q=11L/s流量工况下,湍流强度相对较大。如图5-46所示是不同转速和流量工况下蜗壳流道内不同圆周位置时均湍流强度的分布。从图中可以看出,时均湍流强度在圆周方向

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图5-44 各转速和流量工况下蜗壳流道内不同圆周位置(r=0.15m)时均绝对速度非定常强度分布

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图5-45 不同转速和流量工况下蜗壳流道时均湍流强度分布

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图5-46 不同转速和流量工况下蜗壳流道内不同圆周位置(r=0.15m)时均湍流强度分布

上的分布较为平均,波动不大;不同流量工况时均端流强度Tu的最大差值约为0.012。

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