直角弯管内液固两相流固体颗粒冲蚀磨损分析

基于流体力学(CFD)方法,分析了直角弯管的内部流动规律,计算结果表明:直角弯管在90°转角和下游水平管路中存在流动分离现象,同时在下游水平管路中形成明显的二次环流.在流场计算的基础上,引入TulSa大学冲蚀与腐蚀联合研究中心(E/CRC)提供的冲蚀模型,对直角弯管的冲蚀磨损问题进行研究,分析了固体颗粒的空间分布特征和上下游管壁的最大冲蚀率以及总体质量损失,计算结果与实验数据具有良好的一致性.固体颗粒的空间分布特征依赖于流体流动特性,磨损最严重的位置发生在弯管转角处和下游管路的内侧壁面.流速、颗粒浓度和颗粒直径对最大冲蚀率有明显影响,其中,流速与最大冲蚀率呈指数增长关系,上下游管壁的速度指数分别为2.5和2.3.     

高含气率下增强叶轮内气液均匀混合的方法

针对高含气率条件下叶片式混输泵叶轮内气液分离、泵性能降低的问题,提出几种改进叶轮的措施(如添加短叶片、在气泡聚集处叶片上开孔、采用T型叶片等),以打碎气囊,从而增强气液的混合程度.基于设计流量与转速条件,采用Fluent软件对3种改进叶轮在入口含气率分别为60%与80%下的流场进行了数值模拟.结果表明:3种措施均能改善液相流体在叶轮内的流线分布,增强气液混合程度;3个改进叶轮内最高含气率均低于原型叶轮,且含气率分布更加均匀.此外,对比4种叶轮的增压效果发现:在较低含气率下,改进叶轮的增压能力与原叶轮接近;在高含气率下,改进叶轮的增压能力普遍高于原叶轮.在3种改进的叶轮中,叶片上开孔的叶轮增压最大,并优于原型叶轮,表明该方法既增强了叶轮的气液混合能力,又最大限度地避免了额外的水力损失.