存在于卤水流动过程中的结盐现象是本课题研究液固两相流动机理的生长点,同时也是工程领域中迫切需要解决的实际问题。本研究拟综合运用PDPA、PIV、高精度探针等分析与测试工具,对卤水的物性参数进行测定,从而建立卤水的本构方程,同时建立卤水中固相颗粒及粘结性颗粒群在旋转流场中的运动方程式。对叶轮机械内部流场中的瞬时速度、压力、涡量和密度分布进行测定,确定发生盐析的临界条件。在叶轮、吸入室和压出室固壁上发生结盐时进行流动参数的进一步测量与分析,结合叶轮内部液固两相流场的数值计算结果,得出叶轮内部结盐与流场特性的关联数学模型,建立防结盐泵的优化设计理论,指导西部大开发重点工程中与结盐有关的流体机械的改良性设计。
运用PDA、PIV、高精度探针等测试与分析工具,对管路和叶片泵内伴有盐析的液固两相流动进行了研究。对结盐与温度及温度梯度之间的关系、层流和湍流流态下盐类溶液与固壁表面沉积层之间的传质问题、伴有盐析的旋转液固两相流动、盐析对离心泵性能的影响进行了重点研究。研究中建立了盐溶液固相颗粒在管流和泵内的运动方程式。对离心泵及旋流泵吸入室和压出室内湍流状态下的流场中,瞬时速度、压力、涡量和密度分布进行了测定。在过流部件表面发生结盐时的流动参数进行了测量与分析。结合管路及泵内液固两相流场的数值计算结果,得出在变物性和特定湍流状态条件下,管内结盐与流场特性的关联模型。研究中综合运用了化工传质、传热和两相流理论,对湍流状态下的结盐机理进行了深入探索;通过结盐对内部流动影响的研究,获得了相关的数学物理模型,为盐类介质输送及相关装置的长期可靠运行提供了理论依据;在伴有结盐的两相流理论领域中有所突破、充实了现有的两相流理论与结盐理论,为国民经济的相关部门采取防结盐措施提供了一定的理论依据。