径向问隙及叶片型线对液环泵性能影响的分析.pdf

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1、2015年第43卷第8期流体机械21文章编号：1005—0329(2015)08—0021-05径向问隙及叶片型线对液环泵性能影响的分析张人会．一。严龙钢，杨军虎，李仁年，。(1．兰州理工大学，甘肃兰州730050；2．甘肃省流体机械及系统重点实验室，甘肃兰州730050)摘要：采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟，通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响，分析了液环泵内液相能量转换的规律，分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线，分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明

2、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；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。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。关键词：液环泵；气液两相流；欧拉模型；径向间隙；叶片型线中图分类号：TH311文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．08．005InfluenceoftheRadialGapandBladeProfileonthePerformanceoftheLiquid-ringPumpZHANGRen．hui，，YANLong．gang，YANGJun．hu

3、，，LIRen．nian，。(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniversityoftechnology，Lanzhou730050，China；2．KeyLaboratoryofFluidMachineryandSystems，GansuProvince，Lanzhou730050，China)Abstract：Thethreedimensionaltransientgas·liquidflowinliquid—ringpumpwassimulatedusingEulerianmethod．Theim

4、pactofradialgapandbladeprofileontheperformanceoftheliquid—ringpumpwasinvestigatedbynumericalsimulation．Theenergytransferlawofliquidinliquid—ringpumpwasanalyzed．TheperformanceCuITesofliquidringpumpwithforwardcurved，straight，andbackwardcurvedbladeprofilewerecompared．Theperformancecur

5、vesofdifferentradialgapwerecompared．Thenumericalresultsshowthattheultimatevacuumandmaximumflowrateofliquid—ringpumpwithbackwardcurved，straight，andforwardcurvedbladeprofileincreasesuccessively．theultimatevacuumandmaximumflowrateincreasegraduallywiththeincreaseofra．dialgap，whichpaved

6、thewayforhydraulicoptimizationofliquid—ringpump．Keywords：liquid—ringpump；gas—liquidflow；eulerianmethod；radialgap；bladeprofile1前言泛，其内部复杂流动及性能的优化研究逐渐得到国内外学者的关注。Raizmam等采用压力探针测液环泵是一种用来抽送气体的流体机械，工量液环泵内液环的压力分布，并对液环的速度场作过程中其内部流动为具有自由分界面的气液两进行分析J。Kakuda等运用移动粒子半隐式方相流，泵内的液体工作介质起密封、传递能量和冷法(M

7、PS)及基于GPU粒子方法分别对液环泵内却等作用。由于其具有流量大、结构简单、等温压流动进行二维和三维数值计算，分析泵内速度、水缩等优点，被广泛应用于化工、煤矿、造纸、制药及环形状等，与实验结果相吻合。张人会等通冶炼等行业_1J。由于应用环境的苛刻性和内流过CFD数值模拟与实验相结合的方法，对液环泵动的复杂性导致液环泵存在效率低、叶片容易出内复杂的二次流结构、自由分界面形状变化规律现裂纹及断裂、高真空场合运行易发生空蚀等问及其与泵外特性间的关系进行深入分析J。钟红题_2J。近年来，由于液环泵的应用领域越来越广华等、任德高等分别采用近似方法及实验的方法，收稿日

8、期：2015—01—08修稿日期：2015—02—0