基于熵产的肘形吸入流道对管道泵性能的影响分析

针对肘形吸入流道造成管道泵效率降低的实际工程问题,为了对流场中的能量损失作出定向和定量分析,引入熵产理论对管道泵流场进行了分析。以比转数为190的单级单吸式管道泵为研究对象,对不同流量工况(0.5Q~1.2Q)下肘形吸入流道的管道泵性能开展了数值模拟和试验研究,并与相同参数下直锥形吸入流道端吸泵的相关特征进行对比,分析了管道泵内部流动损失的分布特征以及肘形吸入流道对泵内流动损失的影响机理。结果表明,湍流熵产和壁面熵产是总熵产的主要来源;随着流量的增加,整体水力损失呈现先减小后增大的趋势;吸入流道的改型并未改变不同流量工况下总体流动损失的变化趋势,但改用肘形吸入流道使得叶轮入口处流动不均匀性增加,主要增强了内部流动的湍流脉动,导致各流体单元的流动损失增加。另外,涡流和流动分离使得叶轮段局部呈现高熵产率,而肘形吸入流道使得叶轮段的高熵产区域分布更广;在小流量工况下,叶轮段熵产的湍流熵产比率最大可达约为90%。研究结果可为管道泵的优化设计提供理论基础。

基于Flow Simulation的注聚泵保黏改造设计

针对注聚泵在工作中存在对聚合物溶液机械降解大、容积效率低等问题,对注聚泵液力端进行了改造。对影响保黏效果的吸入阀、排出阀及壳体内部流道等关键部位进行了结构改造,并利用Flow Simulation流体分析软件对改造前后的液体流线进行了仿真分析。结果表明:改造后流体流动迹线接近层流状态,能够最大程度地降低黏损率。现场应用效果证明保黏改造效果较为明显。