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叶片式混输泵气液两相非定常流动特性分析
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:农业机械学报
  • 时间:2013.5.5
  • 页码:66-69,95-
  • 分类:TH311[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]北京理工大学机械与车辆学院,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51009003)和水沙科学与水利水电工程国家重点实验室开放研究基金资助项目(SKLHSE-2013-E-01)
  • 相关项目:高含气条件下叶片式气液混输泵内非定常流动的数值模拟方法与机理研究
作者: 余志毅|刘影|
中文摘要:

基于细泡状流动假设,采用双流体模型对一叶片式混输泵叶轮内的气液两相流动进行定常和非定常数值模拟。计算中,进口含气率为15%,湍流模型采用基于k-ω模型的SST模型,相间作用力考虑了阻力和附加质量力。通过分析流域的含气率及两相速度矢量分布,探讨了混输泵内气液两相非定常流动特性。结果显示,混输泵叶轮内的两相输运过程出现"不连续气团运动"现象。该现象的形成与气泡尺寸及气体所受的相间作用力有关,并且只有在非定常计算中才能得到清晰展现。计算还发现,气相轴面涡的位置与高含气率区几乎完全对应,说明气相旋涡是造成气体局部聚集的主要因素之一。通过对比外特性计算和实验结果,验证了所用数值模型和方法的可靠性。

英文摘要:

Based on the assumption of tiny bubbly flow, the gas-liquid two-phase flow in a multiphase rotodynamic pump was numerically simulated with two-fluid model in both steady and unsteady modes. In the simulation, the inlet gas volume fraction was 15%. The κ-ω based SST model was used for turbulence. The drag force and the added mass force were accounted for in the interracial momentum transfer terms. Through the analyses of the distribution of gas volume fraction and velocity vectors, the unsteady flow characteristic in the multiphase pump was explored. The results demonstrated that a phenomenon named "discontinuous air mass movement" would occur in the two-phase transport process. The formation of this phenomenon was related to the bubble size and the interracial forces acting on the gas, and only in unsteady simulation could this phenomenon be observed. Also, it was found that the locations of gas vortexes in meridional plane were almost fully corresponding to the regions of high gas volume fraction, which illustrated that gas vortex was one of the main factors that led to gas accumulation. In addition, through comparison of the external characteristics between the simulation and the experiment, the reliability of the numerical method was validated.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884