变气量下空气-水气力提升系统水力特性数值模拟研究

作者:左娟莉; 吴霜; 杨泓; 黄泽; 张巧玲; 魏炳乾*; 侯精明
来源:水动力学研究与进展A辑, 2021, 36(04): 575-590.
DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2021.04.013

摘要

气力提升泵作为一种开采提升的理想新型方法之一,具有结构简单和安全可靠等明显优点,研究其具有重要的科学价值和工程意义。根据气力提升系统结构特性,利用Gambit软件构建气液两相流二维气力提升泵模型并进行网格划分;基于fluent仿真软件,利用欧拉模型和SSTk-ω湍流模型,借助UDF自编程序讨论变气量,线性开启、线性关闭、阶梯式分段充气和正弦充气四种方式对空气和水气力提升泵水力特性的影响。研究结果表明:在气流线性开启方式下,液体提升流量增加,提升管内气体体积分数升高,总压降减小。在气流线性关闭方式下,液体提升流量减少,提升管内气体体积分数降低,总压降增加。在气流量阶梯式和正弦式变化时,提升管内的提升液体流量、气体体积分数和总压降随着气体速度周期性波动;周期越长,波动幅度越小,越稳定。这些研究成果为气力提升技术在河道清淤、污水处理和石油开采等领域的应用奠定了理论基础。

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