叶片式气液混输泵径向力与流态的相关性规律

作     者：肖文扬 谭磊 XIAO Wenyang;TAN Lei

作者机构：清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室能源与动力工程系 

出 版 物：《水力发电学报》 (Journal of Hydroelectric Engineering)

年 卷 期：2019年第38卷第11期

页      面：90-101页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(51809148) 北京市自然科学基金(3192015) 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主科研(2018-KY-02) 

主　　题：混输泵 径向力 含气率 气相流态 相关性规律 

摘      要：气液混输是石油天然气开采运输中的核心技术,叶片式混输泵具有结构紧凑、运行工况宽、耐磨损等优点。本文基于数值模拟研究了4种进口含气率(0%,5%,10%,15%)下,混输泵叶轮和导叶的径向力与气相流态的相关性规律。在进口液相下,叶轮和导叶径向力中心位于坐标原点,随着进口含气率增加,叶轮和导叶径向力的偏心程度不断增大。叶轮和导叶径向力的主频跟叶轮转频和叶片数相关,随着进口含气率增加,叶轮和导叶径向力的主频幅值增大。混输泵各流道内流体分布不均匀,气体主要聚集在轮毂处,叶轮尾缘处的气带进入导叶流道发展形成气囊,其发展周期与径向力的主频相关。不同流道之间的气体体积流量变化存在相位差,同一时刻各流道中的气体含量不相等,使得各叶片的受力不均匀产生了径向力。随着进口含气率的增加,气团的发展周期变短,主频增大。