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叶片式混输泵内气液两相流的数值计算

工程热物理学报 2007年第1期28卷 46-48页

作者：余志毅曹树良王国玉北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 北京清华大学热能工程系北京100084

气液两相流的数值模拟是多相混输技术研究中的一个难点。本文假定混输泵叶轮内为泡状流动,基于雷诺时均N-S方程和气液两相双流体模型,采用SIMPLEC算法,对叶片式混输泵叶轮内部两相三维紊流流场进行了数值计算,分析了水气混合工况下的流... 详细信息

气液两相流的数值模拟是多相混输技术研究中的一个难点。本文假定混输泵叶轮内为泡状流动,基于雷诺时均N-S方程和气液两相双流体模型,采用SIMPLEC算法,对叶片式混输泵叶轮内部两相三维紊流流场进行了数值计算,分析了水气混合工况下的流场分布特点。对含气率GVF=15％工况下的扬程特性进行了预测并与试验结果进行对比。数值计算结果表明,混输泵叶轮流道采用较小的径向尺寸差能较好地避免离心力所引起的气液分离,防止气堵现象的发生;叶轮进口部分存在的低压旋涡区容易使气体积聚,因此有必要进一步改进叶轮进口区的水力设计。

关键词：叶片式混输泵气液两相流数值计算双流体模型

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叶片式混输泵非定常流动的数值模拟

排灌机械工程学报 2013年第4期31卷 284-288页

作者：余志毅张勤昭黄若曹树良北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为了加深对叶片式混输泵内相态分离和气体局部聚集现象形成机制的认识,在细泡状流动假设下,基于双流体模型对叶片式混输泵在进口含气率为15%条件下的气液两相输运过程进行非定常CFD模拟.计算中,湍流模型采用SST模型,相间作用力考虑了阻... 详细信息

为了加深对叶片式混输泵内相态分离和气体局部聚集现象形成机制的认识,在细泡状流动假设下,基于双流体模型对叶片式混输泵在进口含气率为15%条件下的气液两相输运过程进行非定常CFD模拟.计算中,湍流模型采用SST模型,相间作用力考虑了阻力和附加质量力,初始流场根据纯水工况的稳态计算解给定.对该含气率下的5个流量工况进行了计算,并以其中的最优工况为例分析了输运过程中两相流场的分布及其随时间的演变,探讨了非定常过程中扬程的计算方法及变化特点.结果表明:由于两相所受离心力不同,输运过程中气相主要分布于轮毂面附近;受流道形状变化和叶轮旋转的影响,叶轮进口区容易促发气团的形成,是气团形成的起始位置.输运过程中含气率场和压强场将出现波动,进而导致扬程值的大幅振荡,影响混输泵运行的稳定.通过对比扬程特性的计算和试验结果,说明了所用数值模型和方法的基本可靠性.

关键词：叶片式混输泵双流体模型非定常气液两相流含气率

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叶片式混输泵数值模拟及外特性试验

石油机械 2010年第2期38卷 6-8,12页

作者：张金亚朱宏武杨春李艳陈翠和刘巍巍中国石油大学(北京)机电工程学院海洋石油工程股份有限公司

通过数值模拟与性能试验,检验了新一代叶片式混输泵原理机的性能。采用Fluent软件,选用RNGκ-ε湍流模型进行数值模拟,计算得到了混输泵原理机在不同试验工况下5级增压单元的增压以及内流场特性。数值模拟结果表明,含气体积分数小于25%... 详细信息

通过数值模拟与性能试验,检验了新一代叶片式混输泵原理机的性能。采用Fluent软件,选用RNGκ-ε湍流模型进行数值模拟,计算得到了混输泵原理机在不同试验工况下5级增压单元的增压以及内流场特性。数值模拟结果表明,含气体积分数小于25%时,混输泵在设计工况增压满足设计要求;在各种含气体积分数条件下,气液分离现象较少,验证了原理机设计方法可行。同时,在不同含气体积分数工况下进行了混输泵外特性试验,分析了含气体积分数对混输泵性能的影响。试验结果表明,混输泵原理机在各种工况下运行平稳,外特性达到了设计要求,从而证明了混输泵设计方法的正确性。

关键词：叶片式混输泵数值模拟外特性试验

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基于正交设计方法的混输泵叶轮优化设计

中国石油大学学报（自然科学版） 2009年第6期33卷 105-110页

作者：张金亚朱宏武李艳杨春中国石油大学机电工程学院北京102249

以自主研发并取得外特性试验数据的第三代混输泵叶轮为基础,应用L9(34)正交表,以混输泵增压和效率为考查指标,对混输泵叶轮进行4因素3水平的正交设计,获得9组参数组合。采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,分... 详细信息

以自主研发并取得外特性试验数据的第三代混输泵叶轮为基础,应用L9(34)正交表,以混输泵增压和效率为考查指标,对混输泵叶轮进行4因素3水平的正交设计,获得9组参数组合。采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,分析得到一组最佳的参数组合作为优化后的叶轮参数,然后设计出与优化后叶轮配套的导叶,即得到一套优化后的增压单元设计参数。分别建立优化前后混输泵增压单元的计算流场,并对二者进行数值模拟计算。结果表明:优化后增压单元内流场特性相比优化前得到明显改善,增压提高约14.97%,效率增加约8.07%。

关键词：正交设计方法数值模拟叶片式混输泵叶轮优化设计