气泡聚并与坍塌模型

揭示多相泵内流机理

一个耦合气泡聚并与坍塌行为的CFD模型，可精细刻画气液两相泵内气泡尺寸演变及其对性能和压力脉动的影响，为多相泵水力设计提供依据。

Zhang, Wenwu · Liwei, Hu · Huichuang, Li · Baoshan, Zhu · 王福军

Chemical Engineering Research and Design 2023

参数信息

效率变化区间1

0.1-0.4 mm

效率变化区间2

0.4-1.3 mm

效率变化区间3

1.3-2.2 mm

最大压力脉动放大倍数（d0=0.7 mm）

5.98 ×

最大压力脉动放大倍数（d0=1.9 mm）

7.17 ×

技术优势

揭示气泡尺寸影响规律

效率变化分为三个区间：0.1–0.4 mm急剧下降，0.4–1.3 mm趋缓，>1.3 mm稳定，为泵入口设计提供依据。

定位压力脉动主导机制

动静干涉是压力脉动主因，但在叶轮出口受相分离和相间作用抑制；最大脉动出现在导叶进口附近。

给出脉动放大倍数

d0=0.7 mm和1.9 mm时的最大脉动分别是0.1 mm时的5.98倍和7.17倍，警示大气泡工况风险。

应用场景

• 多相泵设计：根据入口工况合理设计叶轮，避免效率急剧下降区。
• 油气混输泵：为油气混输泵的入口预处理和级间匹配提供依据。
• 泵内压力脉动预测：预报不同气泡尺寸下的脉动强度与位置，预警高风险工况。