机械工程学报

作者：刘明, 谭磊, 曹树良

单位：1. 清华大学能源与动力工程系 北京 100084;2. 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

关键词：叶片式气液混输泵,导叶,分段四次速度矩,设计方法,优化；

基金：国家重点研发计划(2020YFB1901401)和水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主科研(2021-KY-04)资助项目。

叶片式气液混输泵是深海油气资源开采的核心装备,导叶对其输运性能影响较大,而混输泵导叶设计相关的研究很少。提出一种基于分段四次速度矩分布的叶片式气液混输泵导叶设计方法,利用三段四次函数控制导叶速度矩的分布规律,通过给定控制点流线长度及载荷等参数确定分布规律。将该设计方法应用到三级叶片式气液混输泵中,并选取轮毂前控制点载荷L1h、轮毂前后控制点载荷差ΔLh、轮缘前控制点载荷L1s、轮缘前后控制点载荷差ΔLs、前控制点流线长度m1、后控制点流线长度m2、起点载荷系数k0等7个参数,对混输泵导叶进行7因素3水平的L18(37)正交优化。完成混输泵导叶设计和优化后,泵效率在单相和两相工况下分别平均提升6.73%和4.10%。优化前后的流场显示,导叶内流场低速区范围明显缩小,流动分离的范围和强度都受到了明显抑制。

来源：2022年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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