机械工程学报

作者：张文武, 余志毅, 李泳江, 程学良

单位：北京理工大学机械与车辆学院 北京 100081

关键词：进口含气率,流场特性,气液混输泵,数值模拟,旋涡；

基金：国家自然科学基金（51579006）和北京理工大学基础研究基金（20150342012）资助项目

有关叶片式气液混输泵全流道内流场特性的研究还不充分，因此选取空气-水作为输运介质，基于ANSYS_CFX对一叶片式气液混输泵进行全流道数值模拟。计算域采用ICEM_CFD和TurboGrid进行了结构化网格划分。通过数值计算获取的外特性数据与试验数据进行对比，数值计算方法的可靠性得到了验证。计算结果显示，不同进口含气率下叶轮流道内的气体主要聚集在叶轮出口轮毂处的吸力面附近且随着进口含气率的增加，气体在该处的聚集程度增强，分布的不均匀度增加。9%、15%和21%进口含气率下叶轮内流体的最大湍动能分别是3%进口含气率下的1.07倍、1.53倍和1.83倍。不同进口含气率下导叶内的气体均在轮毂处聚集，且沿着流动方向，轮毂处的气体逐渐向主流区扩散。9%进口含气率下，叶轮内气体的聚集程度随着流量的增加逐渐减小，而导叶内的气体在设计流量（Qd）时聚集程度最大，大流量（1.25Qd）次之，小流量（0.75Qd）最小。以上研究结果更深入地揭示了叶片式气液混输泵的内流场特性，可以为该类泵的优化设计提供参考，提高其输运效率。

来源：2019年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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