網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模擬下的四葉羅茨鼓風(fēng)機非穩(wěn)態(tài)流動

羅茨鼓風(fēng)機屬容積式風(fēng)機，是一種典型的氣體增壓與輸送機械產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織、食品、造紙、水產(chǎn)養(yǎng)殖、電鍍、建材、冶煉、礦山、電力等產(chǎn)業(yè)。

在化工、石油行業(yè)中，羅茨鼓風(fēng)機為作業(yè)中的物理過程和化學(xué)過程提供反應(yīng)氣體的作用，如氧化碳、氫氣、氧氣、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、甲烷、煤氣等。除此之外，羅茨鼓風(fēng)機也屬于真空設(shè)備，用于粉體谷物顆粒輸送、集塵、力口工物吸著保持、濃縮空氣干燥、脫水等領(lǐng)域。

羅茨鼓風(fēng)機主要有二葉和三葉風(fēng)機二類，目前三葉羅茨鼓風(fēng)機比較常用。在風(fēng)機領(lǐng)域，市面上的四葉羅茨鼓風(fēng)機比較少見，與二葉、三葉羅茨風(fēng)機相比，四葉羅茨鼓風(fēng)機更具穩(wěn)定性、性能可靠、工作效率高、能耗低、噪音小等，因此國內(nèi)不少風(fēng)機生產(chǎn)廠家開始引進生產(chǎn)四葉羅茨鼓風(fēng)機。

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的高速發(fā)展，運用計算機對葉輪機械內(nèi)部實際流動進行數(shù)據(jù)模擬其流動狀況也成為一種新手段。運用動網(wǎng)格技術(shù)，采用氣體流動控制方程方程和標(biāo)準(zhǔn)k一 e湍流模型，對四葉羅茨風(fēng)機內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬。

羅茨鼓風(fēng)機兩葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中相互嚙合，致使風(fēng)機內(nèi)部的流動情況特別復(fù)雜。國內(nèi)對于羅茨風(fēng)機數(shù)值模擬很少，一般采用穩(wěn)態(tài)的簡化模型。羅茨鼓風(fēng)機隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動流體空間變化很大，這些簡化方法無法滿足實際要求，必須使用難度較大的動網(wǎng)格技術(shù)進行模擬。

1氣體流動的控制方程

羅茨風(fēng)機內(nèi)氣體視為可壓縮理想氣體，其工作過程屬于流動與傳熱的耦合問題，滿足下列的連續(xù)性方程、動量方程、能量方程及氣體狀態(tài)方程，湍流模型采用工程中最常用的標(biāo)準(zhǔn)k一嘴型。