[发明专利]用于离心泵并基于Tait方程的水的弱可压缩模型

权利要求书

1.一种用于离心泵并基于Tait方程的水的弱可压缩模型，其特征在于：该弱可压缩模型的建立基于Tait方程，在等温条件下建立水的密度和压力之间的非线性关系以反映数值模拟中水的密度变化，从而体现离心泵运行过程中水的弱可压缩性，由于流体的密度与温度及压强有关，而离心泵工作环境温度变化小，因此在计算中假设离心泵运行温度为恒定值，在等温条件下建立的水的密度ρ和压力p之间的非线性关系，其形式为：

p＝a+bρⁿ (1)

其中，通过假定体积模量是压力的线性函数即公式(2)，可以确定系数a和b，该系数与压力、密度和体积模量的参考状态值有关，

k＝k₀+n(p-p₀) (2)

Tait方程在等温条件下的简化形式如公式(3)所示：

结合公式(2)、公式(3)，得到水的密度关于压力的表达式，即公式(4)，即将水的密度由压力和温度简化为仅为压力的函数，

式中，p₀为25℃时水的参考压力，ρ₀为水的参考密度，k₀为参考体积模量，2.2×10⁹Pa，n为密度指数，取7.15，p为水的压力，ρ为水在压力p下的密度，k为压力p下的体积模量；

通过编译形式将公式(4)加入到CFD中已有的不可压缩模型，从而建立水的弱可压缩模型，实现离心泵弱可压缩流动数值模拟。

2.根据权利要求1所述的用于离心泵并基于Tait方程的水的弱可压缩模型，其特征在于：将公式(4)利用CFX特有的CEL语言导入ANSYS CFX，从而达到反映数值模拟中水的密度变化的目的，即体现了运行过程中水的弱可压缩性。

3.根据权利要求1所述的用于离心泵并基于Tait方程的水的弱可压缩模型，其特征在于：水的密度关于压力的表达式，即公式(4)，在后期可与试验数据对比进行修正，从而进一步提高准确性。