基于型线的螺旋离心泵叶轮做功能力研究

为研究螺旋离心泵叶轮各段做功能力,采用N-S方程和标准k-ε湍流模型对螺旋离心泵的内部流场进行数值模拟计算.在数值模拟基础上,考察沿叶片包角的全程速度、压力、体积分数等变化规律,借鉴翼型升力系数和阻力系数的概念,将叶轮对输送介质能量传递分解为离心力做功产生项、翼型升力做功产生项和容积变化产生项,引入离心力载荷系数、升力载荷系数和容积载荷系数的概念,用叶片载荷系数来分析螺旋离心泵叶轮各段做功能力,并且分析两相流介质对叶轮做功的影响.结果表明螺旋离心泵流体的能量主要是螺旋段提供的,叶轮前部螺旋段起到了多级加能的作用；固液两相流在螺旋离心泵内部做湍流运动,受叶轮螺旋推进和离心作用,使得固液两相以不同的速度运动.液相作为主相,能量转换主要是液体能量的变化,固相是在液体的裹协下运动,固体能量也是通过液体间接进行的.大粒径的固相和较高的体积浓度两相流更有利于两相流中的液体能量转换,相反,体积分数过高时,反而不利于能量传递.