Simulación y Validación del Flujo Cavitante en un Convertidor de Par con Métodos de Resolución de Escala
Autores: Zhang, Jiahua; Yan, Qingdong; Liu, Cheng; Guo, Meng; Wei, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación y Validación del Flujo Cavitante en un Convertidor de Par con Métodos de Resolución de Escala
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estudio
Precisión de predicción
Cavitación
Turbulencia
Convertidor de par
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este documento es estudiar el mecanismo y mejorar la precisión de predicción del flujo de cavitación en el convertidor de par transitorio mediante la aplicación de métodos de simulación de resolución de escalas (SRS), con un enfoque particular en el flujo de vórtice de cavitación. En primer lugar, se llevó a cabo el análisis numérico de todo el campo de flujo interno del convertidor de par utilizando diferentes modelos de turbulencia, y se analizó y validó la precisión de predicción de las características hidráulicas de los modelos adoptados a través de datos de prueba. En segundo lugar, se analizaron el comportamiento de la cavitación y la turbulencia en el campo de flujo interno, y se comparó y validó la presión en la superficie de las palas según diferentes modelos de turbulencia a través de datos de prueba. Finalmente, se estudiaron las características de cavitación transitoria del campo de flujo basándose en el modelo de simulación de vórtices mezclados por tensión (SBES). La precisión de predicción de la simulación del campo de flujo de cavitación del convertidor de par se mejora significativamente utilizando el modelo SRS. El error máximo de la constante de capacidad, la relación de par y la eficiencia se reducen al 3.1%, 2.3% y 1.3% en condiciones de estancamiento, respectivamente. El estator es más propenso a la cavitación que la bomba y la turbina. El modelo SBES tiene la mayor precisión de predicción en múltiples puntos de medición, y la desviación máxima puede alcanzar el 13.32% bajo condiciones de estancamiento. Se pueden encontrar burbujas de cavitación adheridas y cavitación de desprendimiento periódico en el estator, y el período de evolución es de aproximadamente 0.0036 s, es decir, 279 Hz. Se comparó y analizó la precisión de predicción de diferentes modelos, lo que tiene una importante significación orientadora para la predicción y análisis de alta precisión de la maquinaria de fluidos.
Descripción
El propósito de este documento es estudiar el mecanismo y mejorar la precisión de predicción del flujo de cavitación en el convertidor de par transitorio mediante la aplicación de métodos de simulación de resolución de escalas (SRS), con un enfoque particular en el flujo de vórtice de cavitación. En primer lugar, se llevó a cabo el análisis numérico de todo el campo de flujo interno del convertidor de par utilizando diferentes modelos de turbulencia, y se analizó y validó la precisión de predicción de las características hidráulicas de los modelos adoptados a través de datos de prueba. En segundo lugar, se analizaron el comportamiento de la cavitación y la turbulencia en el campo de flujo interno, y se comparó y validó la presión en la superficie de las palas según diferentes modelos de turbulencia a través de datos de prueba. Finalmente, se estudiaron las características de cavitación transitoria del campo de flujo basándose en el modelo de simulación de vórtices mezclados por tensión (SBES). La precisión de predicción de la simulación del campo de flujo de cavitación del convertidor de par se mejora significativamente utilizando el modelo SRS. El error máximo de la constante de capacidad, la relación de par y la eficiencia se reducen al 3.1%, 2.3% y 1.3% en condiciones de estancamiento, respectivamente. El estator es más propenso a la cavitación que la bomba y la turbina. El modelo SBES tiene la mayor precisión de predicción en múltiples puntos de medición, y la desviación máxima puede alcanzar el 13.32% bajo condiciones de estancamiento. Se pueden encontrar burbujas de cavitación adheridas y cavitación de desprendimiento periódico en el estator, y el período de evolución es de aproximadamente 0.0036 s, es decir, 279 Hz. Se comparó y analizó la precisión de predicción de diferentes modelos, lo que tiene una importante significación orientadora para la predicción y análisis de alta precisión de la maquinaria de fluidos.