渣浆泵内固液两相流场的数值模拟与研究

发布时间：2020-10-18 02:44

　　 离心式渣浆泵广泛应用于钢铁、冶金、矿山、电力、煤炭、建材等行业,用于输送含磨蚀性或腐蚀性浆液,灰浆和矿浆的两相流体。基于两相流理论的设计方法很多,但到目前为止渣浆泵还没有一套完整的设计方法,多年来渣浆泵的设计大多都是按输送清水介质设计的,导致泵的运行效率低,噪声大,局部磨损严重,造成能源和设备的大量浪费。因此迫切需要了解渣浆泵的内部流动规律,改进设计方法,提高泵的效率,减少泵的磨损。 由于实验研究面临投资大、周期长等实际困难,实验的手段,数据的精度和可靠性受测试仪器仪表和环境的制约,对内部流场的分析和细微流动机构的分析能力有限。随着计算机技术的快速发展,利用CFD软件模拟泵内部流场就成为除实验外一个非常有效的研究手段,它可以快速准确的模拟出泵内的流动规律。 本文针对ZJ型单级单吸悬臂卧式离心渣浆泵建立了三维实体模型,并划分了网格,采用比较成熟的k-ε模型来封闭求解N-S方程。对封闭的方程组进行数值求解,采用有限体积法进行离散,压力修正使用SIMPLE算法。利用FLUENT软件模拟了渣浆泵在五种不同流量工况下的内部流场,得到了泵内的压力分布,速度分布,固相浓度分布,旋涡结构,颗粒轨迹等重要的流场信息。 文中对得到的模拟结果进行了分析,得到了渣浆泵在不同流量工况下叶轮和蜗壳流道内的压力场、速度场的流动规律;分析了颗粒对叶轮磨损的影响并对渣浆泵的性能曲线进行了预测;分析了隔舌相邻叶片流道内的轴向旋涡的生成原因;阐述了渣浆泵背叶片的密封工作原理,并对颗粒轨迹运动情况进行了分析,研究结果对于改进渣浆泵的设计提供了一定的理论参考依据。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH311
【部分图文】：

图2.4Fluent中的三维网格形式可完成多种参考系下的流场模拟、定常与非定常流计算、层流和湍流模拟、传热和热混合分析、化学分析、固体与流体祸合传热分析、多孔介质分析等、Reynolds应力模型、LEs模型、标准壁面函数、双

拉伸命令生成，利用旋转命令生成前后泵盖。由于在后续的网格划分和计算中需要将叶片流道、进口延伸段以及蜗壳分开处理，所以在进口延伸段与叶轮区域以及叶轮区域与蜗壳区域设置祸合面。生成的渣浆泵三维实体模型如图3.1所示，图3.2为泵的透视图，从中可以看出叶片及背叶片形状。图3.1渣浆泵三维实体模型图3.2渣桨泵实体模型透视图3.2网格的生成3.2.1网格划分技术对流场进行数值模拟，首先是对模型的建立及网格的划分，即对空间上连续的计算区域进行划分，把它划分成多个子区域，并确定每个区域中的节点。由于工程中遇到的流动问题大都发生在复杂区域内，因而不规则区域内网格的生成已成为计算流体动力学中一个很重要的领域。在流动问题数值计算结果的最终精度及计算效率，主要取决于所生成的网格质量与所采用的算法。1974年Thompsonl381等人提出采用求解椭圆型方程方法生成贴体网格，在网格生成技术发展中起到了开创作用。随后

要将叶片流道、进口延伸段以及蜗壳分开处理，所以在进口延伸段与叶轮区域以及叶轮区域与蜗壳区域设置祸合面。生成的渣浆泵三维实体模型如图3.1所示，图3.2为泵的透视图，从中可以看出叶片及背叶片形状。图3.1渣浆泵三维实体模型图3.2渣桨泵实体模型透视图3.2网格的生成3.2.1网格划分技术对流场进行数值模拟，首先是对模型的建立及网格的划分，即对空间上连续的计算区域进行划分，把它划分成多个子区域，并确定每个区域中的节点。由于工程中遇到的流动问题大都发生在复杂区域内，因而不规则区域内网格的生成已成为计算流体动力学中一个很重要的领域。在流动问题数值计算结果的最终精度及计算效率，主要取决于所生成的网格质量与所采用的算法。1974年Thompsonl381等人提出采用求解椭圆型方程方法生成贴体网格，在网格生成技术发展中起到了开创作用。随后，steger渺]等人又提出采用求解双曲型方程方法生成贴体网格。但直到上世纪八十年代中期
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘书铭;;汽蚀现象对采收6S-H渣浆泵寿命的影响及解决办法[J];河南水利;2001年03期

2 景晓明;;浅谈渣浆泵机械密封渗漏原因与相关对策[J];科技资讯;2011年20期

3 张志栋;何彦书;;渣浆泵轴承发热问题的特殊原因分析及解决方法[J];通用机械;2011年07期

4 伊人;;王者归来——凯斯全新N系列挖掘装载机[J];今日工程机械;2011年12期

5 赵鑫;王丞;;交通系统建模与仿真研究[J];科技致富向导;2011年20期

6 蒋克昌;;浅析市政给排水工程顶管技术的应用[J];华章;2011年20期

7 王长洪;;市政给排水工程中顶管技术的应用[J];黑龙江科技信息;2011年14期

8 田丰果;吴锦行;吴艳英;严雄;寇贵岳;;基于CATIA的汽车轮毂设计[J];科技致富向导;2011年20期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相关博士学位论文 前6条

1 张帆;膨胀波火炮发射原理及其在常规结构枪炮中的应用[D];南京理工大学;2008年

2 王军;冰塞形成机理与冰盖下速度场和冰粒两相流模拟分析[D];合肥工业大学;2007年

3 陈杨;喷管气流反推减后坐武器系统关键技术研究[D];南京理工大学;2010年

4 高波;盐析两相流理论及旋流泵内部流动的研究[D];江苏大学;2009年

5 周新民;水沙两相流湍流模式及其应用[D];四川大学;2002年

6 张丁山;高过载下装药及爆轰点传火技术试验与理论研究[D];南京理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 惠伟安;渣浆泵内固液两相流场的数值模拟与研究[D];兰州理工大学;2009年

2 赫靓;渣浆泵内部流场数值模拟[D];辽宁工程技术大学;2011年

3 赵啸冰;渣浆泵内清水流场及离散固体颗粒轨迹的模拟与研究[D];清华大学;2002年

4 刘国宇;渣浆泵过流件耐磨复合材料的开发研究[D];昆明理工大学;2003年

5 陈建新;渣浆泵内部流场的数值模拟[D];兰州理工大学;2010年

6 柳云;基于受阻理论的选矿工艺改造研究[D];辽宁工程技术大学;2004年

7 戚亭;氧化铝矿用渣浆泵过流件用Cr28研究[D];昆明理工大学;2005年

8 高云宝;海港机械厂发展战略研究[D];对外经济贸易大学;2004年

9 沈建锋;渣浆泵内部流场的定常与非定常数值模拟[D];兰州理工大学;2009年

10 王曦岳;钒钛磁铁矿用渣浆泵过流件材料和工艺研究开发[D];昆明理工大学;2008年

本文编号：2845682