固液泵的数值模拟与试验研究

发布时间：2020-06-14 10:37

【摘要】： 固液两相流离心泵广泛应用于疏浚、冶金、化工、水利、土建和环保等行业,由于输送的是固液两相流,目前主要存在磨损严重、效率偏低等问题,导致寿命短、可靠性差,虽然很多学者做了这方面研究,对离心泵内部的流动结构和流动规律也有了一些认识,但是由于其流动复杂性,许多流动现象的流场结构和产生机理仍不清楚,因此还需做大量的研究工作。为了揭示泵内部固液两相流动的规律,研究固液两相流对泵外特性的影响和磨损规律,本文采用数值模拟与试验研究相结合的方法,建立了固液离心泵的几何模型,应用Fluent计算流体力学分析软件,对其内部固液两相流场进行数值模拟,分析了泵内部速度场和压力场、固液浓度的变化和分布规律以及不同颗粒浓度和粒径对固液泵性能的影响,并在试验研究基础上采用数值仿真的方法对固液泵进行了初步的优化,并提出了一些固液泵优化的措施,为固液两相流泵的设计和改进提供了依据。本文的主要工作如下: 1.系统概述了国内外学者在固液两相流泵方面的研究成果及现状。 2.利用Pro/E三维实体造型软件进行叶轮、蜗壳实体造型,在Gambit中进行网格划分后导入Fluent进行了清水和固液两相流数值模拟,并对结果进行了分析。 3.设计并搭建了固液两相流泵试验回路,进行了不同颗粒浓度和直径的固液两相流输送试验,取得了有参考价值的试验数据和结果,可为后续的固液泵的优化设计提供一定的依据。 4.通过数值模拟结果与试验数据综合对比分析,结合前人在固液泵设计及优化方面的成果,采用数值模拟的方法对固液泵进行了初步的优化,取得了一定的效果,说明采用数值方法改善固液泵性能是可行的。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH311
【图文】：

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法就是直接数值模拟(DN接数值模拟是最理想方的计算结果。这种方法行直接的数值计算，必及变化剧烈的时间特性目前只限于低雷诺数简的旋涡。要进行大涡模涡输运；二是流动的几的影响较小。其基本思直接模拟，即用近似的-S 方程来直接模拟大尺

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(a) 壁面函数处理时网格划分 (b) 采用低雷诺数 k-ε 湍流模型网格划分图 2.2 两种方法的网格分布对比示意图本文应用的多相流模型考虑到计算机的计算能力限制，本文应用混合模型多相流模型进行固液两相的计算合模型求解混合相的连续性方程，混合的动量方程，第二相的体积分数方程，还有相速度的代数表达，主要方程如下所示。混合模型的连续方程为：vmtmmm+ = ( ρ )(ρ)2-(8里mv 是质量平均速度：mnkkkkmcvvρ∑ρ==12-(9中，mρ 是混合密度：

【引证文献】