螺旋轴流泵的固液两相流动数值模拟

摘要

为研究螺旋轴流泵输送含有沙、油和水的固液两相时内部的流动情况，基于Ansys CFX 软件，应用RNG k-ε湍流模型，采用固相颗粒直径为2 mm，初始体积分数分别为5％，10％，15％，以及液相油初始体积分数分别为5％，10％，15％时，对螺旋轴流泵叶轮流道内固液两相流场内部变化规律进行数值计算。结果表明：沙和油的分布规律相似，主要集中于叶轮进口边轮毂头部、叶轮外缘区域；当沙和油的初始体积分数改变时，其对应的过流部件内体积分数分布也发生了变化，分布区域也有所改变，说明沙和油两相互相影响对方的分布；当沙和油的初始体积分数一定时，各相的相对速度变化规律总体上趋于一致，其相对速度由大到小依次为沙、油和水；扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合，扬程误差值在3％左右，效率误差值在4％左右，说明试验方案的设计合理可行，数值模拟结果较为准确。