網絡技術模擬下的四葉羅茨鼓風機非穩態流動

羅茨鼓風機屬容積式風機，是一種典型的氣體增壓與輸送機械產品，廣泛應用于石油、化工、紡織、食品、造紙、水產養殖、電鍍、建材、冶煉、礦山、電力等產業。

在化工、石油行業中，羅茨鼓風機為作業中的物理過程和化學過程提供反應氣體的作用，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，羅茨鼓風機也屬于真空設備，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、脫水等領域。

羅茨鼓風機主要有二葉和三葉風機二類，目前三葉羅茨鼓風機比較常用。在風機領域，市面上的四葉羅茨鼓風機比較少見，與二葉、三葉羅茨風機相比，四葉羅茨鼓風機更具穩定性、性能可靠、工作效率高、能耗低、噪音小等，因此國內不少風機生產廠家開始引進生產四葉羅茨鼓風機。

隨著互聯網時代的高速發展，運用計算機對葉輪機械內部實際流動進行數據模擬其流動狀況也成為一種新手段。運用動網格技術，采用氣體流動控制方程方程和標準k一 e湍流模型，對四葉羅茨風機內部流場進行數值模擬。

羅茨鼓風機兩葉輪在旋轉過程中相互嚙合，致使風機內部的流動情況特別復雜。國內對于羅茨風機數值模擬很少，一般采用穩態的簡化模型。羅茨鼓風機隨著轉子轉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格技術進行模擬。

1氣體流動的控制方程

羅茨風機內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，滿足下列的連續性方程、動量方程、能量方程及氣體狀態方程，湍流模型采用工程中最常用的標準k一嘴型。