排灌机械工程学报

作者：张绍广,杭建伟*,施宇晖,杨阳,杜丹阳,宋相宇,周岭

单位：1. 中海石油中国有限公司天津分公司, 天津 300452;2. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013;3. 扬州大学水利科学与工程学院, 江苏 扬州 225009;4. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司, 天津 300452;5. 浙江振兴石化机械有限公司, 浙江 温州 325204

关键词：电潜泵,数值模拟,能量损失,熵产分析

基金：国家自然科学基金资助项目(52079058)

为揭示电潜泵运行过程中的内流特性,采用数值模拟方法结合熵产理论研究了不同流量工况下电潜泵的能量特性与流动特征.对比分析了主要过流部件中体积平均熵产率、3种不同类型熵产及总熵产数量、涡核形态、壁面熵产分布随流量增大的变化规律与级间差异.结果表明:电潜泵在流量增大过程中,各级叶轮与导叶中的熵产存在先降后升的现象,其中导叶部分熵产最大.速度脉动熵产远高于壁面效应及时均过程引发的熵产,占据了总熵产的绝大部分,是导致能量损失的主要因素.在大流量工况下,随着级数的上升,过流部件的能量损失呈明显逐级上升的趋势.各级叶轮及导叶中,涡核数量及尺度随流量增大而先减后增,与熵产损失随流量上升的变化规律相吻合.基于熵产的量纲为一的湍流耗散系数,能够直观地确定过流部件中产生回流的位置.研究结果能够为电潜泵的节能优化设计提供一定的参考.

来源：2023年第8期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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