研究目的
研究多相旋转动力泵中的气泡分布特性以及气泡尺寸和分布对泵压力增量的影响。
研究成果
研究表明,多相旋转动力泵内的气泡分布受叶轮旋转影响显著,由于离心力差异,气泡会在轮毂附近积聚。扩散器内因流动分离导致气泡尺寸增大。较高的进口导叶体积分数(IGVF)会使气泡相互作用更剧烈,而较小的初始气泡直径(d0)更利于气泡扩散。研究结果表明,控制气泡尺寸并优化轮毂区域的水力设计对提升泵性能具有重要意义。
研究不足
该研究的范围受限于泡状流模式的假设以及在气泡数密度方程中使用拟合常数,这可能无法在所有条件下完全捕捉流动机制。此外,该研究仅关注单级泵,表明需要对多级泵进行进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用新型数值方法分析泵内两相流,通过引入气泡数密度方程来考虑气泡破碎与聚并现象,并修正了阻力系数以反映多气泡相互作用。
2:样本选择与数据来源:
模拟介质为空气和水,IGVF范围为5%至10%,d0范围为0.4毫米至1.0毫米。
3:4毫米至0毫米。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:研究涉及多相旋转动力泵,包括进水管、叶轮、扩压器和出水管。
4:实验步骤与操作流程:
在恒定转速和总流量条件下进行模拟,边界条件设置为进口体积质量流量和出口平均静压。
5:数据分析方法:
通过与实验数据(包括泵扬程和流量特性)对比验证数值方法的可靠性。
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