基于CFD技术的自吸泵回流孔优化改造

回流孔是外混式自吸泵结构中重要的辅助装置,是影响泵自吸性能与外特性的主要因素之一。为了解决自吸泵运行中自吸效率低、耗时长的的问题,依据经验公式设计出不同面积方案的回流孔,基于数值模拟对各方案泵内部流动进行仿真计算,将计算结果与试验结果进行对比,分析不同方案下自吸泵内部流动的差异和规律,预估改造后泵的能量特性,确定了模型泵的最佳回流孔面积。结果表明:回流孔大小影响流体在流道内的流动和泵内部流场分布,其与泵自吸性能呈正相关、同水力性能负相关,改造后回流孔回流量增加,泵效率下降了2.2%,扬程下降了7.6%,运行高效点偏向大流量工况区。研究结果可为类似自吸泵结构的改造设计提供参考。

部分回流下波纹导向浮阀塔板板效率的研究

以环己烷-正庚烷为物系,采用直径750 mm、塔高4000 mm、内置4块塔板的热模塔,在常压、部分回流操作条件下,研究了开孔率、回流比和阀孔动能因子对波纹导向浮阀塔板效率的影响;同时将其全塔效率与F1型浮阀塔板和组合导向浮阀塔板的全塔效率进行了比较。此外,还将其实验值与Chen,Chuang模型,Chan,Fair模型预测的效率值作比较,并进行了实验误差分析。实验结果表明:在相同操作条件下,开孔率小,塔板效率高;相同开孔率下,回流比降低,传质性能下降。堰高为30 mm时,波纹导向浮阀塔板的全塔效率比F1型浮阀塔板和组合导向浮阀塔板高近10%。Chen,Chuang模型值与实验值相近,可用它来预测该塔板的板效率。

回流孔位置及面积对立式自吸泵性能的影响

为研究回流孔位置及面积对立式自吸泵性能的影响,根据以往研究得出的经验公式,自隔舌起沿叶轮旋转方向旋转不同角度,在蜗壳侧面设计了15种回流孔位置方案,在200°处设计了10种回流孔面积方案.采用Realizable k-ε湍流模型对各设计方案进行了全流域数值计算.计算结果显示:设计工况下,回流孔位置对立式自吸泵效率的影响在2.1%以内,对扬程的影响在5.3%以内;回流孔面积对立式自吸泵效率的影响在2.8%以内,对扬程的影响在3.4%以内.在泵正常工作阶段,回流孔外侧气液分离室中的流体速度很小,基本静止,类似于静压墙的流体阻断了蜗壳内部流体的外泄漏,减少了立式自吸泵内部能量的损耗.在立式自吸泵正常工作阶段,回流孔位置及面积对水力性能的影响较小.