高抗轻重相分离多相混输叶轮研发与设计

简介

为了提高螺旋轴流式气液混输泵的输送性能，探究叶轮结构参数对气液分离的影响机制，本研究采用响应面法（BBD）设计实验，选取叶轮轮毂和叶片倾角等因素作为变量，构建了样本空间。通过计算流体力学（CFD）软件对样本空间内的各种模型进行数值模拟，分析了双曲率轮毂结构和叶片倾斜角度对混输泵内流动的影响，以寻找在高含气率条件下能够保持高性能的最优叶轮结构参数。研究结果显示，与原始模型相比，在气体体积分数为60%的条件下，0.1倍叶高处的气相聚集度降低了4.5%，能量耗散度减少了5.3%，泵的效率提高了2.331%。这表明优化后的叶轮具有更高的能效比及更出色的节能效率。 本作品的高抗轻重相分离的多相混输叶轮，通过内倾式叶片产生的额外向心力抵抗轻重相相间由于物性不同产生的排挤力，结合双曲率轮毂减小叶轮流道通流直径，降低相间的排挤度，减缓气相在轮毂侧聚集程度，使气液分离的发生延迟。这一项目可以解决多相混输泵内的气液分离问题，避免造成气体堵塞，为解决多相混输泵内的气液分离和气相聚集问题的解决的提供新的思路和方案。