8字形盘密封螺旋泵吸入能力理论与数值模拟研究

摘要

作为海面溢油回收处理的优选泵送装置的8字形盘密封螺旋泵吸入能力无法准确表征，严重限制了其推广应用，结合数值模拟与理论计算，针对8字形盘密封螺旋泵吸入特性展开研究。运用ANSYS CFX浸入实体法构建了8字形盘密封螺旋泵增压流动过程的数值计算模型。分析了螺旋泵的增压流动机理，耦合啮合副结构特征和空间啮合原理，构建8字形盘密封螺旋泵吸入能力理论计算模型，准确求解其吸入能力，探究了各工况和运行参数对吸入能力的影响规律，并与传统的圆盘密封螺旋泵进行了对比。研究结果表明：8字形盘密封螺旋泵的吸入能力最小值为2.484（吸入能力大于1即满足吸入需求）,最大值为3.482,且在吸入能力最小时，吸入介质的密度最大可达6 000 kg·m^-3,螺杆转速最大可达1 550 r·min^-1,与传统的圆盘密封螺旋泵相比，吸入介质的密度提高了69.5%,螺杆最高转速提高了34.8%。该研究结果可为8字形盘密封螺旋泵的设计优化与产业化应用提供参考。

关键词

8字形盘密封螺旋泵 / 吸入能力 / 浸入实体法 / 增压流动机理

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52376020); 装备预研教育部联合基金项目(8091B03052306); 泰山学者工程专项经费资助项目(tsqn202312112)