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轴流泵叶轮结构对泵内流场特性的影响

2021-03-09徐金华孙婧元黄正梁柴立平王靖岱阳永荣

化学反应工程与工艺 2021年5期

陆 锦,徐金华,孙婧元,黄正梁,柴立平,杨 遥,王靖岱,阳永荣

1.浙江省化工高效制造技术重点实验室,化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江 杭州 310027;2.合肥华升泵阀股份有限公司,安徽 合肥 231100;3.合肥工业大学机械工程学院,安徽 合肥 230009

环管反应器具有结构简单、传热效率高和流场分布均匀等优点[1],被广泛应用于聚乙烯的生产。轴流泵作为聚乙烯环管反应器内为浆液循环提供动力的唯一设备,其运行性能的好坏对反应器内的流体流动及聚合反应产生重要影响[2]。轴流泵的性能主要由泵的结构决定,不合理的结构不仅会造成大量的能量损失,使泵在运行时达不到设计要求,还会导致泵运行不稳定[3-4],因此,了解轴流泵的结构参数对泵的性能及泵内流场的影响,对聚乙烯环管反应器内轴流泵的设计具有指导意义。

泵的设计过程一般会考虑叶片数对泵性能的影响。Fleder 等[5]采用计算流体动力学(CFD)与实验结合的方法,研究了叶片数对侧流道泵性能的影响,结果表明,在进出口流道直径比为0.75 时,泵的效率随着叶片数的增加而升高。Yang 等[6]研究了叶片数对离心泵压力脉动的影响,发现叶片数越大,泵的压力脉动振幅越低。顾丽琼等[7]研究了不同叶片数对轴流泵性能的影响,结果表明,叶片数越大,轴流泵扬程越大,效率越小。

叶片安装角也是泵的重要结构参数。施高萍等[8]采用标准k-ε湍流模型计算并优选出了轴流泵最适宜的叶片安装角。……

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