摘要：为了研究气液两相条件下离心泵相似定律的适用性,选用NKG65-50-140型直联式单级单吸离心泵,基于试验和数值模拟方法对其进行研究。首先搭建了气液两相流开式试验台,进行了3种转速、不同进口含气率条件下模型泵性能试验;然后采用eulerian-eulerian非均相流模型、由空气和水作为工作介质进行了数值模拟,得到了3种转速、不同进口含气率条件下叶轮内的流动情况和气相分布情况。研究结果表明:进口含气率通过影响气体在叶轮内的分布而影响旋转叶轮与液体能量交换能力,从而影响气液两相流相似定律的适用性;同一流量系数时进口含气率越大,相似定律的适用性就越差;随着转速的降低,气体分布呈现从叶片顶尖、叶轮流道中部和蜗壳隔舌处移动的趋势,特别是进口含气率大于0.03后,气体更易堵塞流道。最后通过对比试验结果和数值模拟结果,验证了低进口含气率下所采用的计算模型和方法基本可靠,为泵设计提供了理论指导。

摘要：为了探究离心泵内部断气过渡过程,课题组采用eulerian-eulerian非均相流模型和SST κ-ω湍流模型对泵内气液两相流动断气过渡过程进行了数值模拟,揭示了泵内过渡过程流动规律,确定了泵内断气过渡过程结束的判定依据。研究结果表明:采用泵出口气相体积分数作为判断断气过渡过程结束的依据更为准确,当t>0.6 s后,泵出口气相体积分数不再随时间变化,可视为过渡过程结束;从蜗壳第Ⅰ~Ⅷ截面上的气相体积分数和压力变化来看,各监测点上气相体积分数的时均值随时间的变化规律基本相同,均先波动一段时间,再迅速减小,最后趋于稳定;各监测点上的时均压力先快速上升再上下波动。研究结果对进一步改进泵的结构设计以及提高泵运行的稳定性具有重要意义。