排灌机械工程学报

作者：刘明,谭磊,曹树良

单位：1. 清华大学能源与动力工程系, 北京 100084; 2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084

关键词：叶片式气液混输泵,气相直径,韦伯数,气液两相流,理论预测模型

基金：国家重点研发计划项目(2020YFB1901401);佛山-清华产学研合作协同创新专项(2020THFS0107);水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主科研项目(2021-KY-04);国家自然科学基金资助项目(51809148);北京市自然科学基金资助项目(3192015)

为了获得叶片式气液混输泵合理的气相直径取值,从而提高其两相流动模拟的准确性,文中从韦伯数这一决定气泡尺寸的关键参数出发,基于临界韦伯数建立了气相直径与转速、流量、含气率之间的相关关系,进而提出混输泵内气相直径的理论预测模型,并在3级叶片式气液混输泵中对该理论预测模型进行了应用.在不同流量和不同含气率的20个工况下,根据试验结果对数值模拟中的气相直径取值进行了标定,并据此拟合确定了理论预测模型中的经验系数,最终气相直径的理论预测值与数值模拟标定值的平均误差为7.28%.通过对气相直径和韦伯数在混输泵轴面流道上的分布规律进行分析,明确了高气相直径和高韦伯数的出现区域,并发现叶轮流道内高体积分数的气相会随主流运动发展,而导叶流道内高体积分数的气相则会聚集形成低速气团并堵塞流道.研究结果为提高气液混输泵两相数值模拟的准确性具有一定的帮助.

来源：2022年第8期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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