排污泵叶轮中固液两相流动分析

    研究表明，排污泵叶轮内的流动基本上是由相对速度较小的尾流区和近似于无粘性的射流区组成。尾流区紧贴在叶轮的前盖板和非工作面上，尾流区越宽，射流一尾流之间的剪层越薄，两者之间的速度梯度越大.尾流的形成与发展是边界层的发展、二次流的发展、流动分离和分层效应等因素相互影响相互促进而形成的.简而言之，就是由于叶轮流道内的流体受到叶片作功不均匀造成的.靠近叶片工作面强而靠近非工作面弱，在逆向压力梯度作用下，靠近出口处非工作面的边界层容易产生分离，使液流在边界层附近产生回流和脱流，形成尾流区。对于定常运动的颗粒运动分析可知，在每一颗粒轨迹线上只有一个特定的运动速度能满足平衡方程。排污泵相对于平衡轨迹上的颗粒速度过大或不足都将引起附加的哥氏力与离心力的方向，比平衡流动要求慢的颗粒倾向于移向吸力边，比平衡流动所要求快的颖粒，倾向于移向压力边，这就是所谓的颗粒运动的分层效应.分层效应与叶片的吸力边、压力边的速度差有关，即与叶片上的载荷有关，欲减小分层效应必须减小叶片上的载荷.排污泵为增加过流能力叶片数比较少，因此叶片上载荷增加，为了减少分层效应，必须加长流道以减少叶片单位长度上的载荷，因此叶片数越少叶片包角越大，从而使出口角几较小。
   从实际流场来看，固体颗粒有趋向于叶片工作面的趋势。实验表明，质量较大的颗粒在叶轮出口处的速度可为水流速度的好几倍，颗粒越大，这种差异越突出，另外，质最大的固体运动曲率大，相反小颗粒的固体在叶轮中运动的曲率小，因此在进行排污泵叶轮设计时，出口角一般比清水泵小，包角加大，这样可减少固体颗粒对叶片出口的撞击，减少磨损，提高效率，这与上面的分析结论一致。