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支持使用多高度自定义和标准单元库
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接近度控制:可以根据净约束将细胞和细胞簇放在非常接近的位置。
多高度单元对齐
基于行
为了更清楚地观察进水管中的气体与液体进入叶轮的自吸过程,取YZ轴截面的气液两相分布云图,如图4.5所示。、图4.5(a)到图4.5(d)清晰地显示了自吸泵进气阶段,部分液体的排出及气液分离室内液面的下降;图4.5(e)显示了进水管内液体由于负压的作用,涌向泵S型弯管的过程,以及少量气液混合物从回流孔进入气液分离室,再参加循环的过程;图4.5(f)到图4.5(j)则显示了大量液体进入泵体后,出口流量激增的自吸突变阶段,以及气液分离室内涌入液体逼迫气体经由出口排出的自吸末期剩余气体排放过程。、由图4.5可见,经总结,自吸过程可大致分为进气阶段(0-20s)、进水排气阶段(20-24s)和剩余气体排放、正常输水阶段(24-40s)。
气体进入叶轮后,叶轮的做功能力减弱,气体与泵内的水开始进行气液混合,叶轮外缘出现了明显的气液混合带,如图4.4(c)的黄色区域所示。自此,泵内开始了气液混合与气液分离。气液混合后,少部分气液混合物从进口排出,另一部分进入气液分离室,气体上浮,液体下沉,经回流孔流回叶轮。图4.4(b)、4.4(c)、4.4(d)中回流孔附近气体体积分数接近为0,则表明液体经由回流孔的回流现象。随着叶轮的转动,协同气体和少量气液混合物的溢出,在泵进口处形成了负压,进水管内的气体都被吸入叶轮,液体也开始进入叶轮。一开始气液混合物大多附着于叶片上,后从蜗壳大断面侧扩散开来,与进气时的分布相反,且含水量越来越高,如图4.4(e)和4.4(f)所示。随着大量液体经S型弯管涌进叶轮,叶轮处含气率飞快降低,水迅速灌入叶轮,泵进入自吸突变阶段。此阶段叶轮做功能力较强,泵内气体大多积聚于气液分离室中,叶轮处含气率接近于0,如图4.4(h)所示。此时泵内的水一部分直接排出,流量激增至稳定,另一部分经扩散段灌入气液分离室,侵占气液分离室的空间,气液分离室内的气体逐渐从出口被逼出,至此,自吸完成。
4.6.2 自吸过程、图4.4所示为模型一自吸泵自吸过程中,叶轮截面关键时间点的气液两相分布云图。其中图4.4(a)到图4.4(c)为自吸前期启动阶段,图4.4(d)到图4.4(f)为自吸中期稳定阶段,图4.4(g)到图4.4(i)为自吸后期突变阶段,自吸时间t=16s后为自吸末期正常输水阶段,同时少量剩余气体缓慢排出。、结合自吸泵的初始阶段状态图4.3分析,未启动时,上半段红色区域,气体体积分数为1,下半段蓝色区域,气体体积分数为0,交界面与进水管最低处齐平,交界面气体体积分数介于0-1之间。自吸泵启动后,转速迅速从0增至1800r/min,在叶轮的旋转作用下,泵内储存的水迅速流向出口段,进水管中的气体也迅速进入叶轮,叶轮含气率逐渐增大,且气相从蜗壳小断面一侧的叶轮背面开始,由叶轮进口,沿着叶轮半径方向逐渐扩散,与此同时,泵内一部分储存水携带少许气液混合物先由出口段排出,如图4.4(a)和4.4(b)所示,另一部分水呈抛射状进入气液分离室,此抛射现象在图4.4(a)中最明显。
数值模拟结果及验证分析、4.6.1 模拟可靠性分析、将非定常模拟的结果与瞬态试验得到的流量和出口含气率曲线规律进行对比,可以发现自吸时间均为30s左右,且均在20s左右进入自吸突变阶段,流量和出口含气率的变化规律也基本一致,出口含气率在数值上略低于模拟结果,主要原因是模拟的理想状态条件的设置与现场试验的现实条件之间形成的无法避免的细微差别,如密封性等因素,且由于出口含气率界面的监测与试验台出口科式流量计的安装位置不同,故后期出口含气率的模拟与试验存在时间先后的差别。以上所述差别均能在误差范围内得到合理解释,所以模拟可靠。
监测面设置、泵进出口以及气液分离室进出口的含气率和流量,通过CEL语言编译公式,对叶轮进口面、蜗壳出口面、气液分离室进口面以及回流孔面分别进行含气率和流量的监测,用流量来反映液相的进出状况,用含气率来反映气相的进出状况。
即在y<0.095m且z>-0.3m区域内,设置为液相,除液相以外区域设置为气相,进口边界条件设为液相。同时,根据实际测得的启动时的转速变化规律,用CEL语言编译其简化了的函数,将转速设置成随时间先增大后稳定为1800r/min的函数。转速的CEL语言程序如下:
CFX软件中的应用语言为CEL语言,使用CEL语言进行初始状态设置。自吸泵第一次启动前需注水至水面与进水管齐平,后每次启动由于泵体储水作用,均无需再次注水,故称为自吸泵。根据自吸泵的尺寸参数及气液两相初始分布状态,编辑了如下CEL语言程序:
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