液環(huán)真空泵是一種以旋轉(zhuǎn)液體作為活塞,抽吸及壓縮氣體的回轉(zhuǎn)容積泵。當(dāng)葉輪按順時(shí)針?lè)较?/span>旋轉(zhuǎn)時(shí),離心力的作用使工作液體甩向泵體四周形成液環(huán),葉輪內(nèi)流道與液環(huán)之間形成一個(gè)近似月牙形的空腔,該空腔被葉輪葉片分隔成若干個(gè)小空腔。隨著葉輪旋轉(zhuǎn),吸氣時(shí)小空腔容積由小變大;吸氣停止后小空腔體積再由大變小,氣體被壓縮并排出泵體完成整個(gè)壓縮過(guò)程。液環(huán)真空泵具有轉(zhuǎn)子與泵體無(wú)接觸、等溫壓縮等特點(diǎn),特別適用抽吸和壓縮易燃易爆、含粉塵、水蒸汽的氣體,在石化、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)有著廣泛且不可代替的應(yīng)用。液環(huán)真空泵內(nèi)的流動(dòng)屬于十分復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)氣液兩相流?,F(xiàn)有液環(huán)泵小泵效率一般為30%~45%,大泵也只能達(dá)到50%左右。造成液環(huán)真空泵能耗高、效率低的主要原因是泵內(nèi)氣液兩相流產(chǎn)生了較大的水力損失,而現(xiàn)有的理論及分析手段未能準(zhǔn)確有效的描述泵內(nèi)氣液兩相流動(dòng)規(guī)律。
本文運(yùn)用多相流歐拉分析方法結(jié)合滑移網(wǎng)格技術(shù),模擬分析計(jì)算一單級(jí)單作用、徑向吸排氣的液環(huán)真空泵非穩(wěn)態(tài)氣液兩相流問(wèn)題。計(jì)算結(jié)果表明:離心力的作用使葉輪內(nèi)形成一個(gè)有相當(dāng)厚度的氣液分界面;整個(gè)液環(huán)泵的低壓區(qū)出現(xiàn)在葉輪的吸氣區(qū)一側(cè),高壓區(qū)則出現(xiàn)在葉輪的排氣區(qū)一側(cè),其結(jié)果與傳統(tǒng)理論結(jié)果相似。綜上所述,本文所采用的分析方法和手段,可以較好的模擬計(jì)算液環(huán)真空泵非穩(wěn)態(tài)氣液兩相流動(dòng)問(wèn)題,對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì),具有重要的工程指導(dǎo)作用。