基于TFM-PBM耦合模型的离心泵内微气泡破碎合并的模拟研究

• 作者: 高颂 徐燕燕 李继香 叶爽 黄伟光
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 离心泵 微气泡 气液两相流 TFM-PBM耦合模型 气含率 粒度分布
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 5082-5093
• 页数: 11页
• 分类号: TQ021.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210355

摘要

了解离心泵内微气泡的发生特性，对于优化现有基于旋转流场的微气泡发生装置的性能、提高工业废水废气的污染物去除率至关重要。在考虑气泡破碎合并的前提下，通过将双流体模型(TFM)与群体平衡模型(PBM)进行耦合，求解离心泵内气液两相旋转流场，研究了入口体积气含率(IGVF)、入口气泡尺寸对泵内气泡沿程尺寸变化、出口气泡尺寸分布的影响，并结合Luo等的破碎合并模型分析成因。结果表明，随IGVF增加，叶轮内气体聚集引起局部气含率陡升，气泡由破碎主导转变为合并主导，而后在蜗壳内气含率恢复正常，气泡又变为破碎主导，总体上出口气泡尺寸逐渐增大。另外，入口气泡尺寸对出口气泡尺寸的影响对IGVF敏感，当IGVF较低时，随入口气泡尺寸增大，出口气泡尺寸先增大后减小；而当IGVF较高时，由于泵内气体聚集，入口气泡尺寸的影响并不明显。