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串并联泵内部流场特性研究综述报告
随着现代工业的发展，泵作为一种重要的流体传输设备，已经广泛应用于各个领域。其中，串并联泵因其具有高效节能等优点，受到了不少研究者的关注。本文将对串并联泵内部流场特性进行综述，对其进行系统介绍、流场分析和现有研究成果展开讨论。
一、系统介绍
串并联泵是由两个或多个单级、多级离心泵串联或并联组成的一种泵组，根据不同串联方式的不同，可以分为串联泵和并联泵。串联泵的两个或多个泵串联，将前一级泵的出口与后一级泵的进口相连，以实现高扬程的泵送工作；并联泵是将两个或多个泵的进口并联，将泵的流量相加，以实现大流量的泵送工作。
二、流场分析
串并联泵内部的流场分析，主要包括流速分布、静压分布、涡量、剪应力等参数的分析。在串联泵中，叶轮出口流体的速度和压力在扩散器中被转换成动能、静能以及压能；而在并联泵中，叶轮出口的流体由于流量的加和，可以通过相同的进口管道同时流入多个叶轮，流场变得更加复杂。基于这些特点，研究者对串并联泵的内部流场进行了具体分析。
1.串联泵的流场特性
在串联泵中，由于前一级泵的出口流体经过扩散器转换成为静能和压能，以及后一级泵的入口流体较前一级泵的出口流体速度要慢，因而在两级联接处，存在着流体的反向流动和涡旋局部。此外，由于扩散器的流动不稳定以及前一级泵的出口流体粘性引起的速度剖面变化等因素的影响，串联泵内部会存在非均匀流动。
2.并联泵的流场特性
并联泵的流场特性则更为复杂。在进口伸管的汇合处，由于不同进口流量与速度的不同，会发生旋转、变形等复杂的流动过程。此外，在进入泵体后，泵叶轮的旋转还会引起流态的变化。在液体相互干扰、相互影响下，平均流速、平均压强、速度剖面、静压等流场参数会受到影响。俄罗斯学者Krylov等(2014)通过数值模拟，得到了并联泵的涡结构，分析指出轮型涡是主导结构，中心区域充盈液体较多、流动不稳定且涡强较强。而其他学者则通过实验手段对并联泵的流场进行了分析，发现在并联泵运行时，存在中央破裂涡，其出现位置受到泵之间的距离、配合方式的影响。
三、现有研究成果
近年来，串并联泵的研究热度逐渐升温，相关研究成果也层出不穷。中科院力学所的陈健等(2018)使用计算流体力学方法，对系列双回路并联泵组内部的流场进行了分析，发现并联泵组内的主要涡结构为一个弱涡和一个轮型涡，并通过数值模拟，揭示出并联泵组内不同下游压力比下，泵组性能的变化规律。中南大学的谌慧丽等(2016)研究发现，对于一般的并联泵，采用等直径进出口管道时，由于管道中存在中央偏移现象，使得管道流动发生扰动和不稳定现象，建议使用适当的缩径管改善进口管道的流动状态。
总体来讲，目前对串并联泵的流场特性进行的研究较多，进行的方法有数值模拟、试验研究等多种方式。针对串并联泵内部流场存在的问题，如涡动、非均匀性等，学者们正在着手开展更加深入的研究，希望能够为提高泵的效率、减小能耗、改善泵的可靠性等方面提供借鉴和指导。