氦工质替换和压力对土工离心机风阻功率影响分析

作者：郭轶楠; 杨毅^*; 蒋建群; 余俊祥; 王亚林

来源：地震工程与工程振动, 2020, 40(06): 197-206.

DOI：10.13197/j.eeev.2020.06.197.guoyn.020

• 土工离心机
• CFD数值模拟
• 风阻功率
• 操作压力
• 氦工质

温控是土工离心机设计中的关键问题之一,温度超标将严重影响实验的准确性和安全性。当常规散热方式无法满足温控要求时,降低风阻功率成为温控的重要方法,氦气置换空气及降压均能降低风阻功率。本文对ZJU400 g·t离心机进行了仿真,基于雷诺运输方程和CFD模拟结合的方法对降压和氦置换对风阻功率的影响进行了研究。模拟结果显示:(1)常压下空气的模拟风阻功率和实测结果偏差<15%,验证了模拟的可靠性;(2)风阻功率与压力成指数(指数<1)关系;(3)相同压力下氦工质风阻功率约为空气的17%～19%。进一步研究表明风阻功率与有效运动黏度、速度空间分布和压力有关,并得到风阻功率随压力和氦置换变化的主要原因。

• 单位
  浙江大学; 建筑工程学院