液环泵叶轮叶片数对内流场及其性能的影响分析

为研究叶片数对液环泵内流场及其性能的影响,基于非稳态数值模拟方法,对液环泵在不同的叶轮叶片数设计下的内部气液两相流动进行数值模拟分析。分析结果表明:液环泵的进口真空度及效率均随叶片数增多呈先增大后降低的趋势,叶片数为20时液环泵的性能达到最优。随着叶片数增多,叶片对介质的控制能力增强,液环泵内气液分界面更加平滑,但叶片数过多会导致流道堵塞严重,泵的吸气性能下降。随着叶片数增多,吸气区叶轮外缘流出液体的动能逐渐增大,液体对气体的做功能力逐渐增强。由于叶轮偏心安装于泵壳内,叶轮各流道内液相体积分数各不相同,叶轮出口流动沿周向呈非对称分布,泵壳体内壁压力脉动幅值沿圆周方向呈3种不同的频域幅值特征。随着叶片数增多,壳体内壁压力脉动各阶频率分量的幅值明显下降。