Abstract
Basic methods of modeling hydrodynamic processes in hydrogen screw-centrifugal pumps using the ANSYS CFD software are described in the paper, including those that take into account variable density of the fluid. Compressibility of liquid hydrogen caused by temperature and pressure changes, despite the alowances of average density, requires taking into account variable density for improved accuracy of modeling the workflow of hydrogen pumps. A technique of CFD-modeling of hydrogen pumps using special software tools to build the geometry and grid models of interblade channels is presented. Three methods for modeling variable-density fluid flows in ANSYS CFD are proposed. Regression models of the second and fourth orders have been obtained in the pressure range from 0.09 to 30 MPa and in the temperature range from 18 to 34 K to implement the method of setting variable density of liquid hydrogen in the form of functional relation.
Highlights
Описаны основные методы моделирования гидродинамических процессов водородных шнекоцентробежных насосов в программном комплексе ANSYS CFD, в том числе с учётом переменной плотности жидкой среды
Basic methods of modeling hydrodynamic processes in hydrogen screw-centrifugal pumps using the ANSYS CFD software are described in the paper, including those that take into account variable density of the fluid
Compressibility of liquid hydrogen caused by temperature and pressure changes, despite the alowances of average density, requires taking into account variable density for improved accuracy of modeling the workflow of hydrogen pumps
Summary
Уравнение Пенга-Робинсона является одной из модификаций уравнения Вандер-Ваальса [11]: p. При переходе от уравнения Вандер-Ваальса к уравнению Пенга-Робинсона константа α в члене α/ν2 заменена на вполне определённую функцию температуры, а величина ν2 в знаменателе Вандер-Ваальсовского члена – на специального вида квадратный трёхчлен. 2 результаты расчёта показывают, что параметры, полученные с использованием уравнения состояния Пенга-Робинсона, существенно отличаются от результатов при постоянной плотности. Изменение плотности в диапазоне 75...80 кг/м3 по экспертным оценкам должно было вызвать изменение параметров не более, чем на 5...10% по отношению к расчёту с постоянной средней плотностью. При детальном рассмотрении было установлено, что плотность, рассчитываемая по модели Пенга-Робинсона, оказалась на уровне 40...45 кг/м3 и практически не изменялась по ходу проточной части вслед за изменением давления и температуры. Результаты моделирования рабочего процесса в насосе с плотностью, заданной по модели Пенга-Робинсона. В результате проведённого исследования не удалось применить модель свойств рабочего тела Пенга-Робинсона, взятую из библиотеки ANSYS CFX со значениями по умолчанию, для моделирования потока жидкого водорода в насосе
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
