基于熵产理论的液下旋流泵内部流动损失机制研究
Journal: Engineering and Management Science DOI: 10.12238/ems.v7i9.15240
Abstract
为了研究液下旋流泵内部的流动损失机制，结合计算流体力学技术、熵产理论和涡识别技术，对液下泵在不同工况下的能量损耗特性及其内部流动状态进行了深入研究。经研究可知，液下泵的总熵产随流量增加呈上升态势，不过在设计流量附近，熵产增长速率趋于缓和。通过详细分析得知，随着流量的增大，叶轮的熵产占总熵产的比例随之增加，在最大流量时可占10%。背叶片是流动损失最小的区域，其熵产仅占总熵产的1%-2%。蜗壳及进出口延长段是总熵产的最大贡献者，熵产占比超总熵产的85%。其中的主要熵产区为隔舌、无叶腔、叶轮进出口以及叶轮叶片边缘处，优化设计时需重点考虑这些部位。不同背叶片尺寸的工况下，液下泵内部的流动状态也有所不同。小尺寸工况下涡核尺寸小，涡团分布较散，随着背叶片尺寸增大，涡核尺寸增大，涡团分布的复杂性也增加。本研究为液下旋流泵的能效优化与设计提供了理论依据和方向。
Keywords
液下旋流泵；能量损失；计算流体力学；熵产；数值模拟
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