开式叶轮渣浆泵叶轮轴向间隙泄漏流及磨损特性分析

发布时间：2020-12-23 00:04

　　开式叶轮渣浆泵由于其较好的无堵塞性能,广泛应用于石化、电力、冶炼等行业的固体浆液或带结晶颗粒的固液两相流的输送。由于开式叶轮与泵壳体间轴向间隙的存在,在叶片工作面与背面压差力作用下产生由工作面到背面的泄漏流,轴向间隙泄漏流与叶轮主流相互干扰形成复杂的间隙两相流场结构,导致泵的效率下降和磨损加剧等问题。为此本研究针对开式叶轮渣浆泵叶轮轴向间隙流场进行分析,期望为渣浆泵水力性能及磨损特性的优化提供一定的理论支撑。本研究以LCF100/350型渣浆泵为研究对象,分析其内流场分布及磨损特性,得到的主要结论如下:1)在叶片吸力面侧,叶轮轴向间隙引起的泄漏流与主流的相互影响,形成泄漏涡,泄漏涡中心形成局部低压区。随着流量的增大,由于叶片工作面与背面的压差力作用减弱,在叶片背面之后形成的泄漏涡强度也逐渐减小,局部低压区面积逐渐减小。在叶片压力面叶片顶端轴向间隙区域,进入轴向间隙内的流体流动与主流在压力面顶部耦合形成角涡,角涡形状呈椭圆形。2)叶轮轴向间隙区域内流体沿叶轮旋转方向,由半径较大的高压区向半径较小的低压区流动,其运动轨迹大体呈螺旋状。在隔舌附近流域,由于流动受到隔舌的影响产生较强的局部二次... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 开式叶轮离心泵研究现状
    1.3 固液两相流研究现状
    1.4 间隙泄漏流研究现状
    1.5 磨损特性研究现状
    1.6 本文主要研究内容
第2章 渣浆泵内固液两相流动的数学模型
    2.1 固液两相流的基本参数
    2.2 基本方程
    2.3 开式叶轮渣浆泵内流体控制方程
        2.3.1 连续液相控制方程
        2.3.2 固体颗粒相控制方程
    2.4 固液两相流计算模型
    2.5 本章小结
第3章 开式叶轮渣浆泵内流动的数值分析
    3.1 开式叶轮渣浆泵内流动的数值分析基础
    3.2 开式叶轮渣浆泵三维建模及网格划分
        3.2.1 开式叶轮渣浆泵三维建模
        3.2.2 计算域网格的划分
    3.3 数值模拟
        3.3.1 控制方程离散方法
        3.3.2 固液两相湍流数值模拟方法
        3.3.3 数值模拟预处理
    3.4 开式叶轮渣浆泵叶轮轴向间隙泄漏流动的数值模拟
        3.4.1 模拟模拟结果与实验结果的对比分析
        3.4.2 开式叶轮渣浆泵内流场分析
    3.5 本章小结
第4章 开式叶轮渣浆泵固液两相流场及磨损特性分析
    4.1 边界条件及参数的设置
    4.2 数值模拟结果分析
        4.2.1 磨损机理
        4.2.2 数值模拟结果分析
        4.2.3 不同粒径数值模拟结果分析
    4.3 本章小结
总结与展望
    1 总结
    2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
附录B 参与的主要科研项目与实践


【参考文献】：
期刊论文
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[2]渣浆泵叶轮磨损的数值模拟及试验[J]. 陶艺,袁寿其,张金凤,张帆,陶建平.  农业工程学报. 2014(21)
[3]开式叶轮离心泵性能的CFD模拟方法[J]. 吴大转,杨帅,许斌杰,刘巧玲,武鹏,王乐勤.  机械工程学报. 2014(05)
[4]亚声速半开式离心叶轮叶顶间隙的流动特征[J]. 刘正先,陈丽英.  航空动力学报. 2012(04)
[5]半开式离心叶轮变工况间隙流动特征[J]. 刘正先,陈丽英.  工程热物理学报. 2012(03)
[6]渣浆泵内固相颗粒冲蚀特性的数值模拟[J]. 吴波,严宏志,徐海良,谭援强.  中南大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]结合前沿推进的Delaunay三角化网格生成及应用[J]. 陈炎,曹树良,梁开洪,祝宝山.  计算物理. 2009(04)
[8]脱硫泵固液两相流动的数值模拟与磨损特性[J]. 李昳,何伟强,朱祖超,张玉良,崔宝玲.  排灌机械. 2009(02)
[9]离心泵内固体颗粒运动规律的实验研究[J]. 刘娟,许洪元,唐澍,陆力,罗先武.  水力发电学报. 2008(06)
[10]泵行业市场形势、需求与建议[J]. 何希杰,劳学苏.  中国建设信息(水工业市场). 2008(12)



本文编号：2932689