Coupling simulation of the fast startup of a centrifugal pump with cavitation in a closed-loop pipeline system
Coupling simulation of the fast startup of a centrifugal pump with cavitation in a closed-loop pipeline system
复制标题
闭环管道系统空化离心泵快速启动耦合仿真
DOI：
10.1108/ec-11-2017-0440
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发表时间：
2018-08
影响因子：
1.6
通讯作者：
Tieyou Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Long Meng;Meng Liu;Lingjiu Zhou;Wanpeng Wang;Cuilin Liao;Lice Zhao;Tieyou Li
目的
泵内汽蚀不仅影响流体的稳态流动，而且还影响流体的非稳态或瞬态流动特性。但是，考虑到管路系统的影响，瞬态过程中泵内的汽蚀现象是很难预测的。本文提出了一种应用于离心泵及其相关管路的数值模拟方法，对离心泵启动过程中诱发的非定常汽蚀现象进行了分析。
设计/方法/方式
为了有效地预测泵及其管路系统的瞬态过程，该模拟方法采用了一维和三维耦合格式，降低了模拟成本。对离心泵在有汽蚀和无汽蚀的闭环管路系统中的启动过程进行了仿真，以验证所提出的方法。
结果
用模拟方法得到的压力和流量的演变与实验结果吻合较好。结果表明，泵进出口质量流量与汽蚀体积密切相关，叶轮出口压力受流量影响较大。
独创性/价值
本文所采用的一维-三维耦合仿真方法具有高精度、高效率的特点，可用于求解含有空化等复杂现象的瞬态过程。
Purpose
Cavitation inside pumps affects not only the steady state fluid flow, but also the unsteady or transient characteristic of the flow. However, cavitation inside pumps under transient processes is difficult to predict when the influence of the pipelines system is considered. In this paper we present a simulation method applied to a centrifugal pump and its related pipeline to analyze the induced unsteady cavitation phenomenon during the startup process.
Design/methodology/approach
In order to effectively predict transient processes of a pump and its pipeline system, the simulation method uses a coupled 1D and 3D scheme, which reduces the simulation cost. The simulation of the startup process of a centrifugal pump in a closed-loop pipeline system with and without cavitation has been performed to verify the proposed method.
Findings
The evolution of the pressure and flow rate obtained with the simulation method agrees well with the experimental results. It is found that the mass flow rate at the pump inlet and outlet is highly related to the cavitation vapor volume and that the pressure at the outlet of the impeller is greatly influenced by the discharge.
Originality/value
The 1D-3D coupling simulation method used in this paper is proven to be highly accurate, efficient and can be used to solve transient processes combined with cavitation or other complex phenomena.
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DOI：
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发表时间：
2013
期刊：
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影响因子：
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作者：
Sébastien Duplaa;O. Coutier-Delgosha;A. Dazin;G. Bois;G. Caignaert
通讯作者：
Sébastien Duplaa;O. Coutier-Delgosha;A. Dazin;G. Bois;G. Caignaert
DOI：
10.1115/fedsm2003-45249
发表时间：
2003
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Ruprecht;Thomas Helmrich
通讯作者：
A. Ruprecht;Thomas Helmrich
DOI：
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发表时间：
2008
期刊：
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影响因子：
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作者：
Sébastien Duplaa;O. Coutier-Delgosha;A. Dazin;G. Bois;G. Caignaert;O. Roussette
通讯作者：
Sébastien Duplaa;O. Coutier-Delgosha;A. Dazin;G. Bois;G. Caignaert;O. Roussette
影响因子：
2.1
作者：
Yu‐Liang Zhang;Jun-Jian Xiao;Jianhao Yu;Y. Ji
通讯作者：
Yu‐Liang Zhang;Jun-Jian Xiao;Jianhao Yu;Y. Ji
DOI：
10.1017/cbo9780511976728
发表时间：
1995-07
期刊：
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影响因子：
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作者：
C. Brennen
通讯作者：
C. Brennen