1模型的建立
111三维几何模型的建立
由于半螺旋形吸入室的结构比较复杂，大部分都是曲面过渡（电镀废水)，所以笔者选择Pro/E软件来建模。模型建好以后，为了使计算的结果更加接近流体的实际流动状况，笔者重点考虑吸入室出口，即叶轮入口面的流场状况，把吸入室与叶轮和导叶联合起来进行网格划分与计算。
112网格的划分
网格划分在ICEM中完成。在ICEM中可以根据计算需要，在不同的部分划分不同大小的网格。
113数值计算
11311计算模型的选择
由于吸入室的结构复杂，较难判断雷诺数是否大于临界雷诺数，在这里取吸入室的最小截面来判断其雷诺数的大小，从而判定吸入室中流体是否为紊流。
11312边界条件
设吸入室进口为稳态，均相，沿吸入室入口的轴向方向为速度入口方向。因为这里计算的只是多级泵中的第1级，出口处的边界条件较难确定，所以导叶出口给为质量出口。吸入室壁面和叶片的表面均设为无滑移边界条件。边界条件的设定在一定程度上可以加速解的收敛，但并不完全正确可靠，在一定条件下还需进一步研究。
2模拟结果分析
在以前的研究中，考虑的都是在吸入室二维状态下的流场分布，三维模拟的结果还没有涉及。在二维状态下，认为流场内截面上的速度是线性分布的，但实际情况并不是这样，所以从三维的角度对吸入室流场进行分析具有重要的实际意义。
211切片处的速度流场分析
速度在靠近吸入室入口一侧有明显的变化。在第8个截面和第7个截面之间有高速区，这主要是此处的截面面积变化较大，从上部较大的面积变为出口处的环形面积，而流体还没有来得及流到其他的断面处，造成了此处的高速区。可以看到，从第7个截面到最后的隔舌处，速度的分布比较均匀。
212切片处的静压等高线分析
因为没有考虑流体的可压缩性，所以压力的变化从另一个侧面也反映了速度的变化。近壁面附近的压力等高线有明显的变化，这是由于流体的粘度使笔者考虑了壁面函数的作用。
3结论
通过对半螺旋形吸入室的三维模拟，可以得到以下结论：
（1）在吸入室切片2的截面图中，流体的速度和静压的变化比较明显。但经过了一个环形过渡段之后，即在切片1处，流体的速度和静压都比较均匀。这说明在吸入室的出口处增加一段环形流道很有必要，能为叶轮入口提供均匀的来流，符合吸入室出口条件的要求。
（2）以前的研究模拟的吸入室的内部流场，只有在隔舌处有涡产生，在增加了过渡段之后，涡基本上消除，说明增加过渡段很有必要。
（3）根据以前对吸入室的流场模拟可以知道，在吸入室的近90°过渡段的外侧都是低速区，这种情况一直延续到吸入室的出口处，这点从图4中可以得到验证，在它的外侧环面上大部分都是低速区。近90°的过渡段对流体来说近似于绕流，因此流体的速度在这里有了明显的变化，而吸入室出口处过渡段的增加消除了这种不均匀性。
（4）对吸入室出口和过渡段出口的模拟分析和比较结果为下一代泵的设计提供了重要的参考，同时也为模拟分析输送气液两相流提供了理论依据。 |
