关于我们

about us

公司动态

固液两相流对离心溶气泵压力脉动特性的影响

发布时间:2021-08-04 15:46:06

固液两相流离心溶气是输送水和固体颗粒混合物的主要流体机械之一,在实际应用过程中由于固体颗粒粒径、密度、浓度等固相参数,固相和固相、固相和液相之间的耦合作用,颗粒与壁面之间的碰撞作用,离心泵空间结构的非对称性,叶轮高速旋转,叶轮和蜗壳的动静干涉相互作用使得内部流动呈现复杂的非定常特性,这种非定常特性会引起水泵内部压力脉动,泵内压力脉动势必会引起机组的振动、噪音,影响机组的安全稳定运行,严重时会损坏设备。因此研究离心泵内压力脉动对机组的减振降噪及安全稳定运行具有重要意义。

目前,国内外学者主要通过试验和数值模拟的方法对清水介质泵内压力脉动进行时域以及频域分析。通过各种研究的数值模拟和分析,结果表明:随着输送颗粒粒径的增大,效率略有升高,扬程受粒径变化影响较小;研究人员采用CFD数值模拟方法,得出固相颗粒直径对双吸式离心泵磨损特性的影响规律。以带有径向式导叶离心泵为研究对象,初步探究了输送固液两相介质时,动静叶栅内非定常流动特性,并对比分析了固液两相介质与清水介质时的非定常流动特性,为进一步实验研究及优化设计提供参考。

基本假设以含沙水流为介质,考虑到叶轮与径向导叶及蜗壳间的动静干涉作用,为实现固液两相介质时全三维数值模拟,做如下假设:(1)清水介质为不可压缩介质,固相物理特性为常数且为连续介质。(2)颗粒为均匀分布的球形泥沙颗粒,不考虑相变。

经过研究表明:1)径向式导叶离心泵输送固液两相介质时,各监测点压力脉动主频均为叶片通过频率,且在1倍叶频处最大。动叶栅与静叶栅的相互作用是引起压力脉动的主要原因,离旋转轴越远处,动静干涉作用减弱,压力脉动幅值也逐渐减小。

2)随着颗粒粒径的增大,导叶与蜗壳内的压力脉动幅值逐渐减小,导叶内的压力脉动幅值大于蜗壳内,蜗壳隔舌处的压力脉动幅值大于蜗壳其他部位。

3)固液两相介质时叶轮与导叶交接面上各监测点的压力脉动波形比清水介质时的波形出现滞后现象,滞后0.0035s,且固液两相介质时的压力脉动幅度大于清水介质时。

4)在蜗壳出口段,固液两相介质时压力脉动幅值均大于清水介质时。