气液两相条件下离心泵内部流态及受力分析

为研究离心泵在气液两相条件下叶轮内部流态及受力情况,选取一比转数ns=129的离心泵为研究对象,基于CFX软件提供的Eulerian-Eulerian非均相流模型对泵内部流场进行三维瞬态数值模拟,得到不同初始气相体积分数下叶轮流道内气相体积分数分布及叶片载荷等物理量变化规律,并将数值模拟结果与试验结果进行对比验证.结果表明:叶轮内气体主要集中分布在叶片吸力面区域,出口处则集中分布在流道中间区域,叶轮前盖板区域气相体积分数大于后盖板区域;当初始气相体积分数逐渐增大时,叶轮流道内流动紊乱,气液两相流动的不均匀性加剧,旋涡区域增大;随着初始气相体积分数的增大,叶片进口到靠近出口位置,叶片压力面所受压力载荷相对于吸力面减小得更快,而在出口位置附近叶片吸力面压力载荷减小得更快,叶轮径向力的不平衡性加剧,叶轮所受转矩减小.数值计算结果与试验结果在趋势上趋于一致.

双吸泵吸入室挡板的数值模拟和正交试验

为了研究半螺旋型吸入室中挡板的结构参数对双吸泵性能的影响,以输油双吸式离心泵为研究对象,利用流场分析软件Ansys-CFX对其进行数值模拟.选取半螺旋型吸入室中挡板厚度S、挡板水平方向长度L、挡板出口与水平方向夹角θ为试验因素,每个因素选取2个水平,建立L4(23)正交试验方案.按照试验方案修改双吸泵水力模型,分别在0.6QN,0.8QN,1.0QN和1.2QN工况下进行试验模型的数值模拟,得到双吸泵挡板结构的最佳参数组合.按照最佳挡板尺寸修改吸入室,将优化后水泵外特性试验结果与原泵的进行比较分析.结果表明:影响双吸泵性能的主要挡板结构参数是其厚度;优化吸入室后水泵效率较原泵提高近2%.