羅茨鼓風(fēng)機內(nèi)部流場數(shù)值模擬及其特性分析.pdf

1、羅茨鼓風(fēng)機用于食品飲料、制藥、化工、污水處理等工業(yè)領(lǐng)域，由于排氣過程中容積的變化，它一直存在回流沖擊、內(nèi)泄漏、壓力脈動和流量脈動等不足，它的流動具有明顯的旋渦、溫升等現(xiàn)象，以前很難用理論進行計算和分析。
　　 隨著計算機的發(fā)展，計算流體動力學(xué)(CFD)仿真開始應(yīng)用于羅茨鼓風(fēng)機的設(shè)計和流場分析中，CFD仿真可以提高設(shè)計質(zhì)量、縮短研發(fā)時間以及避免新設(shè)計帶來的風(fēng)險。
　　 本文首先對羅茨鼓風(fēng)機的結(jié)構(gòu)及工作原理進行了深入的分析，

2、介紹了羅茨風(fēng)機的特點與性能，總結(jié)了它的常用經(jīng)驗計算公式；在此基礎(chǔ)上，使用商用軟件對羅茨鼓風(fēng)機進行了三維及二維動網(wǎng)格仿真。
　　 在三維仿真計算過程中，使用了k-w雙方程模型、二階迎風(fēng)格式和SIMPLEC算法，在近壁區(qū)速度及溫度的計算中采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法，得到了截面及軸向流場的情況。仿真結(jié)果顯示：在壓力面和吸力面，靜壓從葉片根部到頂端的大部分范圍內(nèi)逐漸增大，但在靠近頂端的很小的范圍內(nèi)，靜壓沿遠(yuǎn)離葉片根部的方向又迅速減小，間隙部分壓

3、力狀況很復(fù)雜，在間隙中間存在著不連續(xù)的低壓區(qū)，各間隙的壓力分布狀況不同；進排氣部分存在旋渦。
　　 針對羅茨鼓風(fēng)機內(nèi)流場的時變特性，在旋轉(zhuǎn)部分采用彈簧光滑模型以及局部重新劃分的方法，對羅茨鼓風(fēng)機內(nèi)流場進行了二維動網(wǎng)格仿真，得到了不同時刻的流場狀況。經(jīng)數(shù)據(jù)分析得到：流場內(nèi)存在旋渦，并且處于不斷變化之中；由于渦的存在，使得排氣流量失去穩(wěn)定，在數(shù)值模擬中出現(xiàn)了一個明顯的小脈動現(xiàn)象；通過不同轉(zhuǎn)角位置的速度矢量圖、壓力等值線圖詳細(xì)展現(xiàn)了理