白建華，杜丹陽(yáng)，于法浩，王俞強(qiáng)，韓勇，徐云峰，周嶺

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司 天津分公司，天津 300459；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)分公司，天津 300452；3.江蘇大學(xué) 國(guó)家水泵及系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

0 引言

電潛泵憑借穩(wěn)定性強(qiáng)、揚(yáng)程高和排量大等優(yōu)點(diǎn)，成為人工舉升的重要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于非自噴高產(chǎn)井和海上采油等領(lǐng)域[1]。在石油開(kāi)發(fā)過(guò)程中，井底流量壓力不斷發(fā)生變化，油井實(shí)際產(chǎn)能難以準(zhǔn)確預(yù)估，導(dǎo)致電潛泵在偏離設(shè)計(jì)工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行[2-3]。當(dāng)電潛泵在小流量工況運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)失速現(xiàn)象，并出現(xiàn)一系列負(fù)面影響：電潛泵性能曲線(xiàn)出現(xiàn)不穩(wěn)定性，即駝峰和正斜率特性[4-5]，限制了電潛泵的運(yùn)行范圍；葉輪流道內(nèi)的旋渦結(jié)構(gòu)會(huì)引發(fā)額外的動(dòng)載荷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)葉片高應(yīng)力位置疲勞及斷裂，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性[6-7]。深海、深地石油開(kāi)采的快速發(fā)展對(duì)電潛泵運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了較高要求，因此研究小流量工況下電潛泵內(nèi)部失速機(jī)理及其級(jí)間差異性，具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。

隨著試驗(yàn)設(shè)備以及計(jì)算流體力學(xué)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)泵失速工況的內(nèi)外流動(dòng)特性開(kāi)展了大量研究。Hu等[8]對(duì)混流式噴水推進(jìn)泵進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，在28%～59%設(shè)計(jì)流量工況時(shí)，模型泵的性能曲線(xiàn)出現(xiàn)正斜率，葉輪內(nèi)失速渦引發(fā)的紊亂流動(dòng)是導(dǎo)致外特性曲線(xiàn)均出現(xiàn)正斜率現(xiàn)象的主要原因。Zhao等[9]對(duì)離心泵失速工況下的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)流動(dòng)分離出現(xiàn)在壓力面前緣附近，失速渦在流道內(nèi)出現(xiàn)、擴(kuò)展、收縮并消失。劉濤等[10]對(duì)水泵水輪機(jī)在水泵運(yùn)行工況下的旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象進(jìn)行了總結(jié)，隨著流量的減小，葉片前緣過(guò)大的進(jìn)口沖角使得前緣處出現(xiàn)流動(dòng)分離，流道內(nèi)部流場(chǎng)逐漸紊亂；當(dāng)流量繼續(xù)減小時(shí)，葉片前緣進(jìn)口沖角進(jìn)一步增大，分離區(qū)的范圍向上游擴(kuò)大，旋渦結(jié)構(gòu)數(shù)量增加，導(dǎo)致整個(gè)流道被堵塞。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)失速工況下流體機(jī)械性能的研究集中在單級(jí)泵，而對(duì)于結(jié)構(gòu)、內(nèi)部流動(dòng)更加復(fù)雜的多級(jí)泵研究較少，特別是對(duì)多級(jí)泵內(nèi)部流場(chǎng)的級(jí)間差異性缺乏系統(tǒng)性的研究。因此，本文以比轉(zhuǎn)速ns為375的單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵為研究對(duì)象，分別進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對(duì)比分析電潛泵內(nèi)部旋渦演化過(guò)程、能量損失的級(jí)間差異性。研究?jī)?nèi)容為后續(xù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化電潛泵及提高小流量工況下電潛泵的安全運(yùn)行提供一定參考。

1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分

本文選取單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵進(jìn)行研究，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：設(shè)計(jì)流量Qdes=104.17 m3/h，單級(jí)揚(yáng)程Hdes=8 m，額定轉(zhuǎn)速ndes=2900 r/min，比轉(zhuǎn)速ns=375。通過(guò)UG NX10.0軟件對(duì)電潛泵計(jì)算區(qū)域建模，如圖1所示，以三級(jí)電潛泵為例，計(jì)算域包括進(jìn)口、首級(jí)、次級(jí)、末級(jí)和出口，其中每一級(jí)又包含前腔、葉輪和導(dǎo)葉3部分。

圖1 計(jì)算域裝配圖

單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的進(jìn)口、前腔、葉輪及導(dǎo)葉均通過(guò)ICEM進(jìn)行高質(zhì)量結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，如圖2所示。為減小邊界條件對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的影響，將進(jìn)口段設(shè)置為5倍管徑，將出口段設(shè)置為10倍管徑。流體介質(zhì)為25 °C清水，邊界條件設(shè)置為壓力進(jìn)口及質(zhì)量流量出口，湍流模型為SST k-ω。壁面邊界條件設(shè)置為無(wú)滑移壁面，壁面函數(shù)為自動(dòng)壁面函數(shù)，收斂殘差設(shè)置為10-5。由于葉片壁面附近流動(dòng)復(fù)雜，壓力梯度大，為確保計(jì)算的精確性，對(duì)葉輪及導(dǎo)葉中葉片附近的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化處理。上述數(shù)值模擬方法的精確性在作者前面的研究中已與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比得到了驗(yàn)證[11]。

圖2 計(jì)算域網(wǎng)格劃分

為了避免網(wǎng)格數(shù)量和密度對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果精度產(chǎn)生影響，對(duì)三級(jí)電潛泵計(jì)算域劃分了8種不同數(shù)量和密度的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，對(duì)網(wǎng)格數(shù)量進(jìn)行無(wú)關(guān)性驗(yàn)證。如圖3所示，隨著網(wǎng)格數(shù)量的增多，揚(yáng)程數(shù)值趨于穩(wěn)定。綜合考慮計(jì)算效率及計(jì)算準(zhǔn)確性，最終選擇總網(wǎng)格數(shù)為8 237 945的方案進(jìn)行數(shù)值模擬。

圖3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

2 計(jì)算結(jié)果

2.1 外特性曲線(xiàn)分析

圖4 為單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的各級(jí)水力性能對(duì)比，其中H1代表首級(jí)葉輪進(jìn)口與導(dǎo)葉出口揚(yáng)程差，H2、H3為次級(jí)和末級(jí)的揚(yáng)程差，Ha代表平均揚(yáng)程差。對(duì)比Ha發(fā)現(xiàn)多級(jí)電潛泵總揚(yáng)程并不是對(duì)單級(jí)揚(yáng)程的簡(jiǎn)單疊加，次級(jí)和末級(jí)揚(yáng)程值相似且低于首級(jí)揚(yáng)程；3種工況下，Ha均 隨電潛泵級(jí)數(shù)的增加而降低：流體經(jīng)上級(jí)導(dǎo)葉的導(dǎo)流作用后，進(jìn)入下級(jí)葉輪的邊界條件發(fā)生變化，各級(jí)之間會(huì)互相影響并使水力性能發(fā)生變化。

圖4 各級(jí)揚(yáng)程對(duì)比圖

如圖5（a）所示，在相同工況下單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的效率基本相同，表明不同級(jí)數(shù)的電潛泵的效率曲線(xiàn)相近。在圖5（b）中，Pa表示各級(jí)平均功率。功率與流量正相關(guān)，功率隨流量的增大而增加；在相同流量工況下，Pa隨電潛泵級(jí)數(shù)的增加而減小。

圖5 效率及功率對(duì)比圖

2.2 設(shè)計(jì)工況下內(nèi)部流態(tài)分析

圖6為設(shè)計(jì)工況下單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵內(nèi)部的速度流線(xiàn)和低速區(qū)分布。圖中紅色部分代表速度值等于1 m/s的區(qū)域，即電潛泵內(nèi)部低速核心區(qū)。由經(jīng)典二次流理論可以知，當(dāng)絕對(duì)渦量方向上受到流線(xiàn)曲率或科氏力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦量的流向分量，進(jìn)而產(chǎn)生固有二次流。同時(shí)固有二次流會(huì)將低動(dòng)能流體推動(dòng)至相對(duì)穩(wěn)定的位置，即低靜壓區(qū)。在葉輪流道內(nèi)部固有二次流方向具體表現(xiàn)為從輪轂指向輪緣，從壓力面指向吸力面[12]。因此在單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的葉輪流道內(nèi)部低動(dòng)能流體聚集在前蓋板和吸力面附近。

圖6 設(shè)計(jì)工況下電潛泵內(nèi)部速度流線(xiàn)與低速區(qū)分布

在設(shè)計(jì)工況下，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵在首級(jí)葉輪流道內(nèi)部存在小尺度的分離流和尾跡；在葉片弦長(zhǎng)70%位置發(fā)生流動(dòng)分離，形成分離渦A；在分離渦A與葉片之間的空隙中出現(xiàn)螺旋狀通道渦B；上級(jí)流道的高動(dòng)能流體經(jīng)葉片尾緣泄漏至下級(jí)流道，并迫使通道渦B消散。單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵首級(jí)內(nèi)部旋渦位置與形態(tài)略有差異：?jiǎn)渭?jí)電潛泵葉輪內(nèi)部分離渦A和通道渦B吸附在葉片吸力面；兩級(jí)、三級(jí)電潛泵葉輪內(nèi)部旋渦并未緊貼吸力面，旋渦造成的流場(chǎng)紊亂程度高于單級(jí)電潛泵。在多級(jí)電潛泵的次級(jí)與末級(jí)葉輪流道內(nèi)部幾乎沒(méi)有低速區(qū)的存在，因二次流引發(fā)的旋渦對(duì)性能的影響較小。單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的各級(jí)導(dǎo)葉內(nèi)部流動(dòng)順暢，在后蓋板和葉片尾緣處存在少量旋渦。

2.3 臨界失速工況下內(nèi)部流態(tài)分析

圖7為臨界失速工況下單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵內(nèi)部低速區(qū)及流線(xiàn)圖。電潛泵在發(fā)生失速時(shí)有兩種表現(xiàn)形式：在外特性方面，此工況點(diǎn)為揚(yáng)程驟降前最高點(diǎn)，同時(shí)也是不穩(wěn)定流量工況點(diǎn)；內(nèi)部表現(xiàn)為葉輪流道內(nèi)部出現(xiàn)大尺度渦結(jié)構(gòu)，對(duì)內(nèi)部流動(dòng)造成阻塞并嚴(yán)重干擾主流運(yùn)動(dòng)。隨著流量減小，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪流道內(nèi)部流體動(dòng)能減小，主流對(duì)旋渦的排擠作用減弱，旋渦影響范圍增大：?jiǎn)渭?jí)電潛泵和兩級(jí)電潛泵在首級(jí)葉輪內(nèi)部旋渦流態(tài)及范圍相似，過(guò)高的進(jìn)口沖角誘發(fā)流動(dòng)分離并產(chǎn)生分離渦A，在出口附近出現(xiàn)復(fù)雜的U型渦B。三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪中，在分離渦A下方緊貼吸力面處形成旋渦C；受固有二次流的影響，葉輪出口處出現(xiàn)條狀低速區(qū)，形成U型渦B和旋渦D。在多級(jí)電潛泵的次級(jí)和末級(jí)葉輪內(nèi)部，經(jīng)上級(jí)導(dǎo)葉導(dǎo)流作用后下級(jí)葉輪進(jìn)口合理的沖角抑制流道內(nèi)部旋渦的產(chǎn)生，并未出現(xiàn)過(guò)多的低速區(qū)和旋渦結(jié)構(gòu)。各級(jí)導(dǎo)葉內(nèi)部低速區(qū)呈條狀集中在后蓋板和吸力面附近，旋渦強(qiáng)度隨級(jí)數(shù)的增加逐漸增大，表明多級(jí)電潛泵中流動(dòng)不穩(wěn)定性會(huì)出現(xiàn)逐級(jí)疊加現(xiàn)象。

圖7 臨界失速工況下電潛泵內(nèi)部速度流線(xiàn)與低速區(qū)分布

2.4 深度失速工況下內(nèi)部流態(tài)分析

如圖8所示，在深度失速工況下，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部的進(jìn)口渦和渦團(tuán)對(duì)流道造成嚴(yán)重阻塞：葉輪進(jìn)口存在大尺度的回流渦，并伴隨強(qiáng)烈的跨流道溢流現(xiàn)象；渦團(tuán)形態(tài)復(fù)雜，在泄漏流的沖擊下向壓力面及出口處遷移。多級(jí)電潛泵的次級(jí)與末級(jí)葉輪內(nèi)部同樣出現(xiàn)失速現(xiàn)象，旋渦的形態(tài)和強(qiáng)度與首級(jí)葉輪相似，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是：隨著流量的進(jìn)一步減小，葉輪內(nèi)部流速降低并促進(jìn)流動(dòng)分離和旋渦的發(fā)展；導(dǎo)葉的葉片吸力面前緣發(fā)生流動(dòng)分離并產(chǎn)生大尺度的分離渦結(jié)構(gòu)，減弱了對(duì)下級(jí)葉輪的導(dǎo)流作用，導(dǎo)致次級(jí)和末級(jí)葉輪的進(jìn)口沖角增大并引發(fā)流動(dòng)分離現(xiàn)象。電潛泵首級(jí)葉輪進(jìn)口處大尺度渦結(jié)構(gòu)、各級(jí)葉輪同步失速及導(dǎo)葉內(nèi)強(qiáng)烈的分離渦共同導(dǎo)致?lián)P程的驟降。

圖8 深度失速工況下電潛泵內(nèi)部速度流線(xiàn)與低速區(qū)分布

2.5 阻塞效應(yīng)分析

為了更加直觀地表達(dá)失速工況下電潛泵葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部低速區(qū)產(chǎn)生的影響，采用阻塞系數(shù)Bb展開(kāi)定量分析，阻塞系數(shù)的定義為

式中：Sb為流道內(nèi)部旋渦造成的低速區(qū)面積，S0為截面流道總面積，示意圖由9（a）給出。

流道內(nèi)低速區(qū)的相對(duì)速度閾值須人為給定，考慮到截面內(nèi)部平均速度較低，在平均速度以?xún)?nèi)給定4組速度閾值（1～4 m/s）。由式（1）可知，阻塞系數(shù)與低速區(qū)面積成正相關(guān)：Bb數(shù)值越高，渦結(jié)構(gòu)造成的影響范圍越大；當(dāng)Bb=0時(shí)，流道內(nèi)部流動(dòng)順暢，不存在旋渦結(jié)構(gòu)；當(dāng)Bb=1時(shí)表明旋渦結(jié)構(gòu)完全占據(jù)整個(gè)流道。

結(jié)合前文，選取葉輪內(nèi)部0.8Span及0.9Span截面，導(dǎo)葉內(nèi)部選取0.1Span截面進(jìn)行分析，截面內(nèi)部3組數(shù)據(jù)從左至右依次為電潛泵的首級(jí)、次級(jí)和末級(jí)，截面位置如圖9（b）所示；由于設(shè)計(jì)工況下阻塞系數(shù)很小，因此只對(duì)失速工況進(jìn)行分析。

圖9 阻塞系數(shù)及不同Span截面示意圖

如圖10所示，在臨界失速工況下多級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部阻塞系數(shù)要遠(yuǎn)高于次級(jí)與末級(jí)葉輪，表明次級(jí)與末級(jí)葉輪內(nèi)部流動(dòng)順暢，能量損失較小。隨電潛泵級(jí)數(shù)的增加，首級(jí)葉輪內(nèi)部阻塞系數(shù)值逐漸增大；相對(duì)速度閾值為1 m/s的阻塞系數(shù)較小，表明此低速區(qū)接近旋渦結(jié)構(gòu)核心；相對(duì)速度閾值為3 m/s的阻塞系數(shù)增長(zhǎng)變緩，表明旋渦結(jié)構(gòu)的邊界開(kāi)始接近主流。旋渦區(qū)內(nèi)部低動(dòng)能流體與主流進(jìn)行能量交換時(shí)，主流的高動(dòng)能流體會(huì)使低速區(qū)面積減小，這是0.8Span截面的阻塞系數(shù)小于0.9Span截面的主要原因。在0.1Span截面中，多級(jí)電潛泵導(dǎo)葉內(nèi)部流場(chǎng)的不穩(wěn)定性會(huì)逐級(jí)累積疊加。

圖10 臨界失速工況下不同Span截面阻塞系數(shù)圖

如圖11所示，深度失速工況下電潛泵內(nèi)部的阻塞系數(shù)高于臨界失速工況，表明葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)部流場(chǎng)更加紊亂；多級(jí)電潛泵的次級(jí)和末級(jí)葉輪內(nèi)部阻塞系數(shù)急劇增加，電潛泵進(jìn)入同步失速現(xiàn)象；電潛泵導(dǎo)葉內(nèi)部阻塞系數(shù)同樣急劇增加，但各級(jí)導(dǎo)葉之間差異較小。

圖11 深度失速工況下不同Span截面阻塞系數(shù)圖

2.6 能量損失分析

如圖12所示，在電潛泵葉輪和導(dǎo)葉從進(jìn)口到出口的流道中，獲取了沿流動(dòng)方向100個(gè)等距截面，通過(guò)多個(gè)截面進(jìn)一步分析主要過(guò)流部件內(nèi)部面積平均湍動(dòng)能的差異性與關(guān)聯(lián)性。

圖12 葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)部沿流動(dòng)方向截面分布圖

如圖13所示，在設(shè)計(jì)工況下，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵在首級(jí)葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部湍動(dòng)能分布有較高的相似性：流體進(jìn)入葉輪流道時(shí)，流體對(duì)葉片的沖擊作用會(huì)使湍動(dòng)能小幅度上升；在葉輪流道中部時(shí)，流動(dòng)分離現(xiàn)象使得湍動(dòng)能快速上升；在出口渦及葉輪葉片和導(dǎo)葉葉片的動(dòng)靜干涉作用下，葉輪出口附近湍動(dòng)能達(dá)到最高值；在導(dǎo)葉流道中部，順暢的流場(chǎng)使得湍動(dòng)能出現(xiàn)小幅度下降。在臨界失速工況下，電潛泵首級(jí)葉輪流道中部流動(dòng)分離的提前導(dǎo)致湍動(dòng)能上升速率加快；電潛泵導(dǎo)葉出口渦強(qiáng)度的增大使湍動(dòng)能增加。在深度失速工況下，電潛泵首級(jí)葉輪流道內(nèi)部復(fù)雜的渦結(jié)構(gòu)導(dǎo)致葉輪流道內(nèi)湍動(dòng)能激增；導(dǎo)葉內(nèi)部出口渦造成的能量損失也急劇增加；導(dǎo)葉內(nèi)部出口渦、葉輪葉片和導(dǎo)葉葉片的動(dòng)靜干涉作用增大次級(jí)與末級(jí)葉輪內(nèi)部湍動(dòng)能。

圖13 葉輪及導(dǎo)葉內(nèi)沿流動(dòng)方向各截面平均湍動(dòng)能

3 結(jié)論

本文對(duì)單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵進(jìn)行數(shù)值模擬研究，重點(diǎn)分析設(shè)計(jì)工況、臨界失速及深度失速工況下電潛泵的內(nèi)外特性，并揭示各級(jí)電潛泵內(nèi)部旋渦的演化過(guò)程及其級(jí)間差異性、關(guān)聯(lián)性。從分析結(jié)果可以得到以下主要結(jié)論：

1）對(duì)單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵外特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，研究發(fā)現(xiàn)多級(jí)電潛泵的總揚(yáng)程并不是對(duì)單級(jí)揚(yáng)程的簡(jiǎn)單疊加。在設(shè)計(jì)工況和失速工況下，多級(jí)電潛泵的首級(jí)揚(yáng)程遠(yuǎn)高于次級(jí)和末級(jí)揚(yáng)程，原因是導(dǎo)葉的導(dǎo)流作用改變了下級(jí)葉輪進(jìn)口邊界條件。單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵的效率曲線(xiàn)相似；在相同流量工況下，各級(jí)平均功率隨電潛泵級(jí)數(shù)的增加而減小。

2）在設(shè)計(jì)工況下，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)相似，固有二次流和流動(dòng)分離導(dǎo)致流道內(nèi)部出現(xiàn)小尺度渦結(jié)構(gòu)并聚集在前蓋板和吸力面附近，并未對(duì)流道核心區(qū)域產(chǎn)生影響。在多級(jí)電潛泵內(nèi)部，導(dǎo)葉的導(dǎo)流作用使得下級(jí)葉輪進(jìn)口沖角減小，葉輪吸力面附近的高能流體抑制了流動(dòng)分離的發(fā)生；在多級(jí)電潛泵的次級(jí)和末級(jí)葉輪內(nèi)部并未出現(xiàn)明顯的旋渦結(jié)構(gòu)。

3）在臨界失速工況下，單級(jí)電潛泵和兩級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部旋渦分布相似：分離渦與U型渦均位于吸力面和前蓋板附近；U型渦在泄漏流的沖擊下造成葉輪出口流場(chǎng)趨于紊亂。三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部旋渦較為復(fù)雜，包含了分離渦、U型渦及泄漏渦等，各種旋渦相互糅雜，并對(duì)主流產(chǎn)生一定影響；多級(jí)電潛泵的次級(jí)與末級(jí)葉輪中流動(dòng)順暢，導(dǎo)葉內(nèi)部流場(chǎng)的不穩(wěn)定性呈現(xiàn)逐級(jí)疊加的規(guī)律。電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部高能量損失區(qū)域集中在葉輪出口附近；導(dǎo)葉出口和下級(jí)進(jìn)口附近的能量損失較高。

4）在深度失速工況下，單級(jí)、兩級(jí)和三級(jí)電潛泵首級(jí)葉輪內(nèi)部均存在著大尺度的回流渦，并伴隨著強(qiáng)烈跨流道溢流現(xiàn)象；流道內(nèi)部各種旋渦聚集糅雜形成渦團(tuán)，對(duì)流道出口處產(chǎn)生嚴(yán)重阻塞效應(yīng)。在多級(jí)電潛泵的次級(jí)和末級(jí)葉輪中同樣出現(xiàn)大范圍的旋渦；各級(jí)導(dǎo)葉出口存在著大尺度的旋渦結(jié)構(gòu)，減弱了對(duì)下級(jí)葉輪的導(dǎo)流作用。電潛泵首級(jí)葉輪進(jìn)口處大尺度旋渦結(jié)構(gòu)、各級(jí)葉輪同步失速及導(dǎo)葉內(nèi)強(qiáng)烈的分離渦共同導(dǎo)致?lián)P程的驟降，同時(shí)造成極高的能量損失。