论文部分内容阅读
液环泵由于其具有结构紧凑、等温压缩、密封性能好等优点被广泛应用于煤矿、化工及冶金等领域,随着液环泵应用领域的拓展,其内部复杂的气液两相流及其性能的研究逐渐得到国内外研究者的关注。对液环泵内气液两相流动及其性能的优化分析,根本在于分析液环泵的内流道几何参数对内流动及其性能的影响。叶片型线及叶轮与壳体间的径向间隙是影响液环泵性能的关键几何参数。前期,虽然相关研究者对于液环泵内流动及其性能的研究做了一定的基础工作,但是对叶片型线及不同径向间隙下的内流动及对其外特性影响机理分析不够。 本论文的工作主要围绕液环泵的叶片型线及径向间隙开展,采用理论分析、数值计算与实验研究相结合的方法对液环泵内流动及其性能进行研究,主要工作内容如下: 1.由于普通的离心泵叶轮一般采用后弯叶片设计,而液环泵多采用前弯叶片设计,因此本文对液环泵叶片型线进行研究。对比SZB-8型液环泵的前弯、径向直和后弯叶片,对比气液两相流的双流体模型及 VO F模型。本文采用欧拉双流体模型对液环泵内非稳态气液两相流进行数值计算,分析对比叶片型线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。 2.液环泵以液体作为工作介质,液体具有传递能量、密封、冷却等重要作用,因此对液体进行能量传递规律分析,分析液环泵内液体流动规律,通过MATLAB代码后处理、分析液环泵内液体的速度分布、压力分布。 3.对不同径向间隙液环泵进行数值模拟,对比分析径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明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。 4.对SZB-8液环泵进行实验研究,通过实验对数值模拟结果的准确性进行了验证。采用高速动态测试系统对液环泵内流动进行拍摄,分析了压缩区叶片根部背面气泡的产生、轴向间隙空泡流、空化现象。本研究为掌握液环泵内流动及液环泵的性能优化提供了理论依据。