排灌机械工程学报

作者：权辉,王智胜,冯冰,王子源,李嘉仪,史广泰

单位：1. 兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050;2. 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室, 甘肃 兰州 730050;3. 西华大学能源与动力工程学院, 四川 成都 610039

关键词：多相混输泵,气液两相流,非均匀来流,可视化试验,气液分离激化

基金：国家自然科学基金联合基金资助项目(U2106225);江苏省重点国别产业技术研发合作项目(BZ2024027)

为探究螺旋轴流式多相混输泵在非均匀来流条件下的气液两相分离机理,揭示高含气率工况下泵性能急剧下降至失效的流动机理,提升泵在复杂来流条件下的多相混输稳定性和效率,通过Fluent中的UDF(user-defined functions,UDF)功能对泵的进口边界条件进行非线性控制,选取线型和抛物型这2种非均匀来流边界条件,联合可视化试验,对不同来流情况下泵的外特性和流场结构进行对比分析.研究结果表明,不同非均匀来流均会使多相混输泵的性能下降,对流道内气液分离都有激化作用,并且线型来流的影响更严重.转速的增加会进一步激励泵的气液分离现象,在整个流域的轴向距离上,不同来流对气液分离激化从叶轮入口处开始,线型来流的气相从0.15L处开始充斥流道,抛物型来流的气相在0.75L分布最广.在叶片通道上,不同非均匀来流的湍动能在叶轮里分布是一致的,峰值相差1.00 m/s,在导叶里线型来流的湍动能在空间上畸变严重.非均匀来流对多相混输泵气液分离现象有激化作用,影响泵的稳定运行,研究结论为多相混输泵工程实际应用和性能优化提供理论基础.

来源：2025年第6期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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