径向间隙及叶片型线对液环泵性能影响的分析Influence of the Radial Gap and Blade Profile on the Performance of the Liquid-ring Pump
张人会;严龙钢;杨军虎;李仁年;
摘要(Abstract):
采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟,通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响,分析了液环泵内液相能量转换的规律,分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线,分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明后弯叶片、径向直叶片和前弯叶片下液环泵的极限真空度和最大流量依次递增;随着叶轮径向间隙的减小,液环泵的极限真空度和最大流量逐渐增大。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。
关键词(KeyWords): 液环泵;气液两相流;欧拉模型;径向间隙;叶片型线
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目(51109104,51469014);; “十二五”国家科技支撑计划资助项目(2013BAF01B02);; 甘肃省高校基本科研业务费专项;; 兰州理工大学优秀青年教师计划投资项目
作者(Author): 张人会;严龙钢;杨军虎;李仁年;
Email:
DOI:
参考文献(References):
- [1]高芳.关于液环泵结构参数的理论与仿真研究[D].大庆:大庆石油学院,2006.
- [2]谢杨华.水环真空泵参数化设计与CAD系统开发[D].沈阳:东北大学,2009.
- [3]Raizman I A,MatséB.Experimental investigation of the velocity field in a liquid ring in a liquid-ring vacuum-pump[J].Chemical and Petroleum Engineering1972,8(2):134-137.
- [4]Kakuda K,Ushiyama Y,Obara S,et al.Flow Simulations in a Liquid Ring Pump Using a Particle Method[J].Computer Modeling in Engineering and Sciences(CMES),2010,66(3):215-226.
- [5]Kakuda K,Nagashima T,Hayashi Y,et al.Three-dimensional Fluid Flow Simulations Using GPU-based Particle Method[J].Computer Modeling in Engineering and Sciences(CMES),2010,93(5):363-376.
- [6]张人会,郭广强,杨军虎,等.液环泵内部气液两相流动及其性能分析[J].农业机械学报,2014,45(12):99-103.
- [7]钟红华,张克危.径向间隙对液环泵临界压缩比的影响[J].水泵技术,1998,(1):20-23.
- [8]任德高.水环真空泵的径向间隙对性能的影响[J].真空与低温,1990,(4):20-26.
- [9]邓斌.气液两相流三维自由面流动的数学模型研究关[D].长沙:长沙理工大学,2010.
- [10]Caboussat A.Numerical simulation of two-phase free surface flows[J].Archives of Computational Methods in Engineering,2005,12(2):165-224.
- [11]Takada N,Misawa M,Tomiya A,et al.Numerical simulation of two-and three-dimensional two-phase fluid motion by lattice Bo-ltzmann method[J].Computer Physics Communications,2005,129(1):233-246.
- [12]黄苗苗,李国君,匡晓峰.水环真空泵内部气液两相流动的数值分析[J].船舶力学,2011,15(7):722-729.
- [13]黄思,阮志勇,邓庆健,等.液环真空泵内气液两相流动的数值分析[J].真空,2009,46(2):49-52.
- [14]毕智髙,杨军虎,赵维元.能量回收液力透平的研究现状及展望[J].流体机械,2014,42(8):58-62.
- [15]赵伟国,盛建萍,杨军虎,等.离心泵叶轮主要几何参数与反作用度之间的关系研究[J].流体机械,2014,42(12):26-30.
- [16]古新,潘国华,刘敏珊,等.基于遗传算法的三叶孔板换热器优化设计[J].压力容器,2013,30(7):15-20.
- [17]龙云,朱荣生,付强,等.核主泵小流量工况下不稳定数值模拟[J].排灌机械工程学报,2014,32(4):20-25.
- [18]鲁钟琪.两相流与沸腾传热[M].北京:清华大学出版社,2002.
- [19]卢金铃,席光,祁大同.离心泵叶轮内气液两相三维流动数值模拟[J].工程热物理学报,2003,24(2):237-240.