葉頂間隙對誘導(dǎo)輪內(nèi)部氣液兩相流動及性能的影響.pdf

1、高速離心泵具有輸送介質(zhì)流量小，揚程高等特點，在石油、化工、航空航天、制藥、冶金及輕工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著輸送的液態(tài)介質(zhì)日趨多樣化，高速泵向輸送易汽化介質(zhì)和氣液兩相介質(zhì)等領(lǐng)域拓展。誘導(dǎo)輪是軸流式葉輪，在離心葉輪前增設(shè)誘導(dǎo)輪可以保證其具有良好的空化特性，也是保證離心泵在氣液兩相工況下平穩(wěn)運行的有效方法之一。影響誘導(dǎo)輪性能的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)很多，葉頂間隙是影響其性能的主要因素之一。誘導(dǎo)輪在高速旋轉(zhuǎn)以及內(nèi)部主流與間隙流的相互作用下，內(nèi)部的湍

2、流場非常復(fù)雜;若來流含有氣體時，氣液兩相流動使誘導(dǎo)輪內(nèi)部流動更加復(fù)雜。因此，本文采用數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法，分析了間隙和含氣率對誘導(dǎo)輪性能和內(nèi)流場的影響規(guī)律，為提高高速誘導(dǎo)輪離心泵的性能及空化特性提供參考。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用Solidworks三維軟件對誘導(dǎo)輪內(nèi)流場進行了三維建模，運用ICEM對其進行網(wǎng)格劃分，并進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證，設(shè)置了相應(yīng)邊界條件，選擇了合適的氣液兩相流模型。
　　(2)采用C

3、FX軟件對三種葉頂間隙、五種含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)流場進行了定常數(shù)值模擬計算，對比分析葉頂間隙、進口含氣率和流量對誘導(dǎo)輪外特性、壓力分布和氣相分布的影響規(guī)律。
　　(3)采用CFX軟件對三種葉頂間隙、三種含氣率下誘導(dǎo)輪內(nèi)部流場進行了非定常數(shù)值模擬計算，對比分析了葉頂間隙和進口含氣率對流場內(nèi)氣體體積分布、流線分布和相對速度分布的瞬態(tài)影響規(guī)律，并研究了葉頂間隙對氣液兩相流下壓力脈動的影響規(guī)律。
　　(4)設(shè)計搭建了氣液兩相流實驗臺，對