自吸泵自吸過程氣液兩相流數值模擬分析

劉洪生, 蘇永升(華東理工大學承壓系統與安全教育部重點實驗室,上海 200237)

自吸泵自吸過程氣液兩相流數值模擬分析

劉洪生, 蘇永升
(華東理工大學承壓系統與安全教育部重點實驗室,上海 200237)

自吸泵的自吸過程是一個很復雜的氣液兩相混合流動與分離過程。本文利用非穩態數值模擬方法模擬自吸泵自吸過程,初始條件為進水管及出水管含有部分空氣,然后估算自吸時間。模擬結果表明:泵吸氣和排氣主要集中在自吸初期,期間葉輪入口和泵出口氣含率最高分別可達62.4%和45.3%;葉輪入口氣含率變化較泵出口氣含率變化劇烈;此外,葉輪與導葉間隙對自吸性能有影響,間隙與自吸時間呈負相關變化,說明較大的間隙有利于泵的自吸。

自吸泵; 自吸過程; 氣液兩相流; 非穩態數值模擬

自吸泵是一種特殊用途的離心泵,利用泵的特殊結構及氣液混合原理實現抽吸氣體,目前廣泛應用在農業排灌、城市消防以及石化等工業領域[1]。自吸泵具有如下特點:能夠自動排出吸入管路及泵體內的空氣；在第一次啟動前和灌泵后,如吸入管路不漏氣,那么在以后泵啟動時則無需灌泵[2]。

隨著計算流體力學的快速發展,近年來一些學者對自吸泵進行了實驗與數值模擬研究。李紅等[3]對自吸泵在自吸過程中的內部流場進行了非定常模擬,分析得出了自吸泵自吸過程中內部氣液兩相流動的特點;王洋等[4]研究了不同工況下漩渦自吸泵內部瞬態流動特性,得到了泵內部流動情況和監測點處壓力脈動特性。……