發(fā)布時(shí)間：2022-01-21 21:00

　　氣液混輸泵在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用,但隨著流體介質(zhì)中含氣率的升高,混輸泵的性能和穩(wěn)定性常常受到極大地危害。本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目研究設(shè)計(jì)的“深海氣液混輸泵”為研究對(duì)象,對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了數(shù)值分析,并針多級(jí)混輸泵的內(nèi)部氣相分布及軸向力等運(yùn)行中突出的問(wèn)題,研究了葉輪開(kāi)設(shè)平衡孔前后的混輸泵的性能變化情況,主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)部分:首先采用混合模型,在考慮一定的假設(shè)條件下對(duì)進(jìn)口含氣率分別為10%、15%、20%、25%及30%共5種不同含氣率情況下的內(nèi)部的定常流動(dòng)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)隨著進(jìn)口含氣率的增加,混輸泵的揚(yáng)程和效率下降速度增加,且在不同進(jìn)口含氣率條件下,轉(zhuǎn)輪葉片表面載荷隨著進(jìn)口含氣率的增多,同級(jí)轉(zhuǎn)輪相同葉高處的葉片表面壓力不斷減小;氣相體積分?jǐn)?shù)在各級(jí)轉(zhuǎn)輪流道進(jìn)口附近及吸力面附近均有較大值;轉(zhuǎn)輪出口處液體主要表現(xiàn)為周向速度,擴(kuò)壓器出口處的液相速度以軸向速度為主;對(duì)混輸泵的擴(kuò)壓器進(jìn)行了內(nèi)部流動(dòng)的湍動(dòng)能分析,發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)葉流道中心附近有通道渦產(chǎn)生,且隨含氣率的增大通道渦強(qiáng)度增大。其次,在上述研究基礎(chǔ)上,對(duì)混輸泵內(nèi)部的非定常流動(dòng)特性進(jìn)行了研究,分析了不同進(jìn)口含氣率時(shí)非定常計(jì)算的壓力脈動(dòng)以及混... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙螺桿泵結(jié)構(gòu)示意圖

泵的應(yīng)用領(lǐng)域隨著各種大型工業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的不斷發(fā)展而迅速擴(kuò)大，影響著人們生活的各個(gè)方面[1]。由于在工程實(shí)際中泵的工作介質(zhì)往往并非單相流體，如石油開(kāi)采運(yùn)輸、污水處理曝氣池水加壓等工作中，泵的運(yùn)行過(guò)程中常常會(huì)碰到氣液兩相流以及兩相流帶來(lái)的其他問(wèn)題影響泵的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至減短泵的使用壽命[2]。因此近年來(lái)對(duì)氣液兩相流泵的研究逐漸得到油氣輸送、發(fā)酵、廢水處理和化工流程等領(lǐng)域的關(guān)注[3]。學(xué)者們積極提出并不斷修正兩相流動(dòng)的模擬理論及試驗(yàn)研究方法，從而使葉片泵內(nèi)的氣液兩相流動(dòng)理論及試驗(yàn)研究課題方面也有了較快的發(fā)展[4-5]。我國(guó)在高含氣量的氣液兩相流泵方面的研究與國(guó)外多相流泵的研究成果相比還有很大差距[6]。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)所需的氣液兩相流泵主要依賴從國(guó)外進(jìn)口，且大多為螺桿式或旋流式氣液混輸泵，不但造價(jià)高輸送氣體含量低，而且還有很多工程領(lǐng)域的氣液輸送條件難以滿足[7]。因此對(duì)高含氣量的氣液兩相流離心泵進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，成為克服國(guó)內(nèi)氣液兩相流泵技術(shù)缺乏的一條重要途徑。目前基于離心泵較為完善的理論研究和運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展，對(duì)離心式的氣液混輸泵的相關(guān)研究也逐漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注，隨著離心泵的應(yīng)用和發(fā)展在泵的應(yīng)用方面發(fā)展和成熟，對(duì)離心式氣液混輸泵國(guó)內(nèi)各大研究所也分別在對(duì)該課題進(jìn)行在積極開(kāi)發(fā)研究。

流動(dòng)模型的基本假設(shè)有以下幾點(diǎn)：）兩相間保持熱力學(xué)平衡）氣液兩相的速度各為不相等兩個(gè)常量。體模型：由于氣液兩相的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)并不完全相同，因此各相在運(yùn)動(dòng)上存在均相模型忽略兩相間的相互作用，而分相模型對(duì)此有所考慮。但對(duì)于精確求題，以上模型略有不足。體模型采用的主要假設(shè)為：在一定范圍內(nèi)流體內(nèi)各相的運(yùn)動(dòng)都看成是統(tǒng)計(jì)連兩相分別使用三大守恒方程，再通過(guò)相界面耦合函數(shù)將方程組組合。兩流體果往往更加全面完整，但由于求解變量較多，因此其求解比較困難。粒動(dòng)力學(xué)模型：在實(shí)際應(yīng)用中認(rèn)為連續(xù)場(chǎng)已知，該方法屬于一種單向耦合作群軌道模型：顆粒群軌道模型和單顆粒動(dòng)力學(xué)模型類似，認(rèn)為顆粒相與連續(xù)差，速度差等差別與彌散顆粒的擴(kuò)散漂移無(wú)關(guān)。模型在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，在模型的選擇時(shí)主要是根據(jù)計(jì)算對(duì)象的屬性行適當(dāng)?shù)倪x擇。再有需要的情況下，針對(duì)變工況問(wèn)題可以根據(jù)工況的變化實(shí)擇合適的計(jì)算模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)的準(zhǔn)確的數(shù)值模擬。分相模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]葉輪平衡孔直徑對(duì)離心泵水力性能的影響[J]. 劉在倫,石福翔,王仁忠,張森,孫雨.  蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]核主泵前腔間隙對(duì)性能影響的數(shù)值計(jì)算[J]. 程效銳,包文瑞.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(09)
[3]螺旋軸流泵的固液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 朱榮生,林鵬,龍?jiān)?王振偉,習(xí)毅.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]葉片式混輸泵氣液兩相非定常流動(dòng)特性分析[J]. 余志毅,劉影.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)
[5]離心泵氣液混輸瞬態(tài)過(guò)渡過(guò)程水力特性研究[J]. 付強(qiáng),袁壽其,朱榮生,王秀禮.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[6]離心泵內(nèi)部空化特性的CFD模擬[J]. 王勇,劉厚林,袁壽其,談明高,王凱.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]雙葉片泵內(nèi)壓力脈動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 朱榮生,胡自強(qiáng),付強(qiáng).  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]離心泵流量突增過(guò)程瞬態(tài)流動(dòng)研究[J]. 武鵬,吳大轉(zhuǎn),李志峰,王樂(lè)勤.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2010(03)
[9]葉片泵內(nèi)氣液兩相流的三維流動(dòng)數(shù)值模型[J]. 余志毅,曹樹(shù)良,王國(guó)玉.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(12)
[10]小流量高揚(yáng)程離心旋渦泵氣液混輸揚(yáng)程的分析[J]. 金玉珍,謝鵬,胡旭東.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)

碩士論文
[1]氣液兩相介質(zhì)下液力透平基本方程和換算關(guān)系曲線的研究[D]. 夏書(shū)強(qiáng).蘭州理工大學(xué) 2013
[2]氣液兩相流泵含氣量對(duì)泵性能的影響研究[D]. 王冕.武漢工程大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3600952