气液固多相流对离心泵性能影响的试验台设计

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1、气液固多相流对离心泵性能影响的试验台设计气液固多相流对离心泵性能影响的试验台设计韦章兵李延峰徐守坤（上海理工大学动力学院（中国矿业大学化工学院徐州本文介绍一个适合于研究气液固多相流对离心泵性能影响的试验台，阐述对该试验系统的构思设计方案与实施步骤。　　设计中着重把握气液固三相的流动特征及各相的性质特点，并与离心泵的启动与运转操作相结合，对离心泵与多相流的研究进行了新的探索，后续试验证明系统设计简便实用创新。　　关健词气液固多相流离心泵影响试验台设计幽。　　二刁随着生产技术与工业的发展，矿山石化电力环保等行业不断出现了多相混合物流动及其输送问题，除了传统

2、的固液两相，由于生产工艺和物料性质，物流中混人气相是其新的特征。　　对离心泵（杂质泵）的使用与研究已有广泛和深刻的了解，但对含气后气液气液固多相流对离心泵性能影响的研究至今却不多见，国内尚无系统正规的研究。　　本文及后续文章对此做了系统的探索研究，首先讨论适合气液固多相流的试验系统设计。　　定选用IP泥浆泵（性能参数因为该泵型较小，适合试验用，而且本试验系统工况多变化，所以不宜选用循环量大的泵②结构相对简单，开式叶轮，易拆装，前泵盖相对较小，便于以后观测试验衰泥浆泵额定性能参数一歹一一不「，一下一一死一一而畜一一额定扬程。H倾定流t认额定效率华倾定转速

3、翻定轴功率。N允许吸上真空度。H可试验用泵的选择是现场广泛使用的泵，已不再是一种模型泵，故试验能较好地针对实际工况。　　试验台的设计是为适合研究含气对多相介质流体（包括浆体）输送的影响，这里不包括输送含大量气相的研究（例如油气工业中用的可输含大量气相的容积式或螺杆式泵），所以选择使用广泛简便的离心泵。　　本试验是首次进行气液固多相流对离心泵性能影响的研究，将固液气液的研究在同一个系统上进行，还综合考察气液固三相的情况，所以全面考虑后决泵送气液固多相流的开式试验台同时可进行气液两相固液两相及气液固三相的试验装置的设计至今还没有找到可作为参考的资料。　　对

4、于固液两相流泵，国内开展研究较早，也设计了许多试验系统，而关于泵送气液两相流的试验系统设计则很少（尤其是离水泵技术加（幻。　　日坦，`冒。，鄂燃翻吩些二卜一三汾拱二一一试验用泵取压口球阀出口管出口管闸阀闸阀截止阁超声探头空气转子流计（一电压表人口管闸阀气体侧温口图试验研究气液固多相流对离心泵性能影响的开式试验台电机泵座钢架出口玻璃管段人口玻璃管段取压缓冲嫩出口水银压计取压缓冲罐出口压力表（。0通轴封水软管自来水压力表（0，自来水管泵出口管（水表球阀接冲洗软管放水管口连接管截止阀放气阀超声波流童计人口水银压计通气口水银压通气管细铜管引气高压胶管空气转子流

5、t计一三相有功功率表35.　　电流表指示灯及停开按钮38.　　保险座空气开关变频器人口管。2闸阀放空管放空阿阀人口压力小缓冲雄浆桶很度计空气压缩机心国外发表的文献也大都没涉及试验系统的具体内容。　　本论文结合已有文献与浮选试验工艺，综合考虑离心泵试验特点与多相流流动特性，研究设计了适合本论文的离心泵气液固多相流试验系统，见图系统设计的有关问题系统设计有关间题说明如下同时考虑气液与固液，因此试验系统设计为开式，以方便排气。　　进口管中安装两处闸阀是汽蚀试验的需要，以便两阀同时作用，使阻力增加均匀，且吸人管相对较长，防止旋涡吸人及脉动。　　另吸人管绝对水平

6、，直径统一，以防存气。　　泵出口管奋闸阀主要用来调阻力，闸阀配合作用，使出口压力调节范围更宽。　　在泵出口出口管上装上了一段厚壁玻璃管，以便在各工况性能试验中观察宏观流动。　　本试验中固体是作为参考的，固相浓度都不高，所以选用上圆下锥的浆桶，由泵出口管切向进料自搅拌，完全可以保证浆桶内固体颗粒的均匀分布同时也是系统散气的需要，有机械搅拌后即使系统不通气也易混进空气。　　浆桶为开式圆形，内壁光滑，下部为锥形，旋流效果好，浆体出口管泵人口管）在圆锥底部稍靠上，经循环料浆取样测定，进人泵人口管的料浆浓度均匀（即便在泵流量较小时），试水泵技术验中不定期在泵出口

7、取样检测浓度。　　同时合理地设计了出口管长及阻力，保证进人桶内料浆搅拌适中，并利于泵出口调压。　　本论文因系统闭路循环及防稀释的原因，试验时泵不通轴封水密封。　　因本例中泵轴封不在吸人侧，故一般为正压，且每次试验前均检查轴封的气密性并保持紧度，所以既不漏水也不吸气，必要时更换轴封以保证效果。　　由于气液两相混合计量方法不成熟，所以气液分别计量，气相由空压机经减压阀后由转子流量计计量，液相固液相由超声波流量计计量，经多次调试试验，证明是可靠的。　　由于本例通气量均不大，且浆桶开口较宽，所以气体都能散走进行了试验验证，略小于泵断流通气量时，保持通气量，运转

8、多长时间泵也不会断流，证明气体无累积，稍开大通气量，泵就会断流，证明泵人口含气量完全由通人的气