考虑动态流型的高含气泵反转作液力透平获能提升机理研究

基本信息
批准号:51906223
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:杨徽
学科分类:
依托单位:浙江理工大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
含气量离心泵气液两相流泵作透平能量转换
结项摘要

Pump As Turbine (PAT) is the key energy recovery equipment in process industry which has a relatively higher energy conversion efficiency at high gas content conditions, and the improvement of efficiency is significant to the energy conservation of the system. For a PAT working at high gas content conditions, the patterns of internal gas-liquid two-phase flow are variable, the mechanisms of working and energy loss are complex, and the causes of increased energy acquisition are unclear, all of which require through investigations.. The present project plans to revise the gas-liquid two-phase model by considering the dynamic patterns and compressibility of gas phase in the PAT working at high gas content conditions. High accuracy numerical computations are performed to investigate the temporal-spatial evolution patterns of gas-liquid two-phase turbulent structures and the dynamic characteristic of the impeller. The effects of gas content on the energy loss and working capacity of the flow are quantitatively analyzed; the correlations between the two-phase flow and energy conversion characteristics are proposed; the mechanisms of increased energy acquisition are revealed. The conclusions will provide theoretical instructions to the development and design of high performance PATs.

离心泵反转作液力透平(Pump As Turbine,PAT)是流程工业重要的能量回收装置,在高含气工况下具有较高的能量转换效率,其效率提升对系统节能具有重要意义。高含气PAT内部气液两相流动流态多变,做功机制与损失机理复杂,获能提升的机理尚不明确,亟需开展深入研究。. 本项目拟通过考虑高含气PAT动态流型和气相可压缩特性,修正气液两相流动模型;开展PAT内部流动的高精度数值计算,分析气液两相湍流流动结构的时空演化规律和叶轮动力特性;研究含气率对能量损失和气液两相做功影响的定量解析,建立PAT内气液两相流动与能量转换的关联,进而揭示高含气PAT获能提升机理,为高性能PAT的研制和设计应用提供理论支撑。

项目摘要

离心泵反转作液力透平是流程工业重要的能量回收装置,在高含气工况下具有较高的能量转换效率,其效率提升对系统节能具有重要意义。高含气PAT内部气液两相流动流态多变,亟需开展深入研究。. 本项目通过考虑高含气PAT介质流型和气相可压缩特性,考虑两组尺度气泡,分别采用连续和离散两种方法进行计算,从而实现气液两相模型的改进,并针对进口管道进行了气液两相流动计算与验证;开展PAT内部流动的高精度数值计算,分析气液两相湍流流动结构的时空演化规律和叶轮动力特性;通过拟涡能、熵产等参数研究了含气率对能量损失和气液两相做功的影响规律,利用气液两相熵产理论与内流特性分析结合的方法揭示了不同含气工况下各水力部件内的能量损失分布规律,进而建立PAT内气液两相流动与能量转换的关联,为高性能PAT的研制和设计应用提供理论支撑。. 在本项目支持下,发表了6篇SCI收录期刊论文,申请了4件发明专利。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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