翅片式弯头流动调整器的整流特性

邓清华,何伟,张亮,彭傲然,赵卓斌,丰镇平

(1.西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;2.西安交通大学陕西省叶轮机械及动力装备工程实验室,710049,西安;3.上海核工程研究设计院有限公司,200233,上海)

均匀稳定以及不存在明显的流态畸变是能源、化工等工艺流程中旋转机械、流量测量装置对来流状态的基本要求。非均匀的来流会导致泵产生振动、气蚀、扬程降低等问题。当流量计上游流动速度剖面不对称时,至少要布置50倍管径距离的直管段来削弱流态畸变的影响[1]。然而在实际管路布置条件下,弯管、三通、孔板、扩张管等结构是非常常见的,流体流过这些结构则必然出现不对称速度分布和复杂二次流[2-3]。为了将上述流态畸变削弱到满足泵或流量计要求的范围,同时避免占用大量物理空间和增加系统成本,一般采用流动调整器装置而不是铺设几十倍乃至上百倍管径长的直管段。按照结构的不同,流动调整器分为叶片式、管束式、格栅式、孔板式、翅片式等[4-6]。

叶片式流动调整器的典型代表是Etoile式流动调整器[6],其采用八个周向分布的叶片将流动空间分为均匀的扇形部分[7],优点是易加工、结构简单、压力损失低,但整流效果一般。Laws等研究发现,较短的长度和空心设计能够进一步提高叶片式流动调整器的整流性能[8]。管束式流动调整器由布置在主管道内的19根以上的轴向平行管束构成[9],加工工艺简单,但流动阻力较大。格栅式流动调整器的典型代表是AMCA流动调整器[10],其原理与管束式流动调整器类似,但其分割密度大于管束式流动调整器,整流性能更佳,缺点是其流动损失也更大,而且装卸、检修较为烦琐[10]。……