导叶叶片出口安放角对混输泵性能的影响

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Effect of exit setting angle of guide vane on performance of multiphase pumpMA Xi-j in，GU Sheng-qin，LI Xin-kai，ZHOU Guan-wu，MA Biao(Colege of Energy and Power Engineering，Lanzhou Univ.of Tech.，Lanzhou 730050，China)Abstract：In order to research the exit setting angle of guide vane when the performance of multiphasepump is optimal，the three-dimensional numeric simulation of such pump was conducted based on the thirdgeneration YQH-100 muhiphase pump independently developed.The gas-liquid mixing pump was re-searched and analyzed when the exit setting angle of its guide vane was 60。，70。，80。and 9O。and gas vol-ume content was from 0 to 90 with 10 interva1.Multi-body coordinate system，standard model，Mixture model and SIMPI E algorithm were adopted on the platform of software Fluent.The variationcurves of the three-dimensional numerical simulation，relative head and efficiency of the multiphase pumpVS the gas content were plotted.The result showed that when the exit setting angle of guide vane was 60。，the performance of muhiphase pump would be optima1。

Key words：muhiphase pump；blade setting angle；numerical calculation随着海上油田的开发，气液混输泵以其有效的工作方式和经济效益已经成为研究的热点[1之].对于气液混输泵，要输送两相介质，其内部流动复杂，需要其具有稳定的性能和避免两相介质在泵内输送过程中出现分离.目前研究流体内部流动常用的方法有3种：理论分析、实验研究和数值模拟.由于叶片式气液混输泵内部流动状态极为复杂，难以用完整的数学解析式来描述其内部流动状况，因此仅从理论方面进行分析还不能够充分了解混输泵内部流动状况.而实验研究需要依靠先进的试验手段来获取泵内部流动状况，对泵内部流动进行实验测量时要收稿 日期：2012-06-18基金项目：甘肃势技攻关项 目(KG954-3-11)作者简介：马橡(1958-)，男，甘肃兰州人，研究员求的实验装置复杂，且实验成本较高，研制周期长，因而实验研究受到了很大的限制L3].数值模拟则有其自身特点和独特的功能，与理论分析和实验研究相辅相成，逐渐成为研究泵内部流动的重要手段.本文通过数值模拟的方法对不同动静叶间距的混输泵模型进行模拟，找出混输泵动静叶间距对混输泵性能影响的规律。

1 计算区域模型及边界条件确定1.1 计算区域模型及网格划分本文研究对象为自主研制的第三代 YQH-IO0气液混输泵，混输泵增压单元由叶轮(动叶)及导叶(静叶)组成 引，混输泵增压单元模型见图 1-叶轮的主要作用是通过旋转对流体提供能量，导叶主要是兰 州 理 工 大 学 学 报 第 39卷分离程度低，介质流动顺畅，混输泵效率就高。

4)外特性分析.由图 6和图 7可以看出，无论是效率还是相对扬程，在同-含气率下导叶叶片出口角为 6O。都是最优，其他 3种芭角的性能较接近.导叶叶片出口角为 6O。时扬程高是因为从导叶段流出的流体在圆周方向的夹角比较小，进入第二级动叶时流体的正预旋较大，从而扬程就高。

4 结论1)导叶叶片出口芭角大小对前级动叶压力面和下级动叶吸力面的流动影响较大，通过改变导叶叶片出口角可以改变第二级动叶的人流环量，进而影响增压单元的增压性能。

2)从压力分布看，导叶叶片出口芭角越小越好，但增压单元内的气相分布状况并非总随着出口角的减小而减小，而是有-个最佳值.因此在设计导叶时，应综合考虑各方面因素，合理的选择导叶叶片出口芭角。