CFD技術在固液兩相流漿體水擊壓強計算中的應用

周云龍，張　祎

(東北電力大學 能源與動力工程學院，吉林 吉林 132012)

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CFD技術在固液兩相流漿體水擊壓強計算中的應用

周云龍，張祎

(東北電力大學 能源與動力工程學院，吉林 吉林 132012)

摘要：采用計算流體力學(CFD)動網格方法的彈性光順法與局部網格重劃法對閥門關閉過程進行了動態模擬，對閥門突然關閉引起的固液兩相流漿體水擊壓強進行了數值計算。通過改變閥門關閉速度分析了閥門關閉時間對水擊壓強產生的影響進行了分析，并比較了不同初始流速對水擊壓強的影響。結果表明：延長閥門關閉時間將減小漿體水擊壓強的最大值，關閉時間超過2s后減小效果可忽略不計；閥門關閉時間一定時，初始流速越大漿體水擊壓強最大值也越大。

關鍵詞：固液兩相流；漿體水擊；動網格；數值模擬

壓管道中閥門的快速關閉(開啟)以及泵等設備的突然啟動(停止)會導致管道中流場的急劇變化，從而引起管道中某個截面上介質的流速、流向的激烈變化，這種發生在管道中的水力瞬變現象稱為水擊現象，是管道中最常見的水力瞬變現象之一。伴隨水擊現象的產生，管路中的壓強可能升高到正常工作壓強的幾倍至幾十倍。對水擊現象的處理不當輕則會引起噪音、管路振動，重則會損壞管路元件，甚至引起管道破裂、跑漿跑水等嚴重水力事故，因此在管路系統的設計與安裝過程對水擊壓強的計算必不可少[1-4]。

隨著近年來計算機技術的發展，水擊現象的研究方法逐漸由實驗法、圖解法向數值模擬方法發展[5-12]。……