大颗粒固液输送泵内部流道磨损研究
发布时间：2022-10-20 13:04
固液两相流泵在泵类中占有很大的比例,是输送固液混合物的关键设备,在城市供水、污水处理、农业灌溉、石油化工、冶金、大洋采矿、火力发电、城市基建等行业都有广泛的应用。但是,由于输送液体中含有大量的固体颗粒,输送过程中颗粒会与固液两相流泵流道产生一定程度的撞击和摩擦,对过流部件造成伤害,影响两相流泵运行的稳定性和可靠性。国内外学者对此进行了大量的研究,并取得很多有价值的结果。但是由于输送颗粒参数的多样性以及固液两相流泵结构复杂等因素的存在,导致了对固液两相流泵的内部流动机理认识不足,所以提出的设计方案大多基于经验性的,还存在众多缺陷,设计出来的两相流泵不能很好的满足要求。因此对固液两相流泵的内部流动机理及其磨损机理进行研究,对于指导固液两相流泵的设计具有重要意义。为了分析在输送大颗粒时,离心泵内部的流动特性与过流部件的磨损情况,在额定工况下控制颗粒的质量浓度,对离心泵进行数值模拟,并完成相应的实验以验证模拟的可靠性。本文采用EDEM与FLUENT耦合的方式研究离心泵内部固液两相流动,基于RNG k-ε湍流模型对流场进行数值计算,分析离心泵内部两相流场的流动特性以及各过流部件的磨损情况。以下为...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 两相流理论研究
1.2.2 泵输送固液两相流的流动特性研究
1.2.3 泵输送固液两相流的磨损特性研究
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 离心泵输送固液两相流的实验研究
2.1 实验台的搭建
2.2 实验设备的选取
2.3 离心泵实验
2.3.1 清水工况性能实验
2.3.2 固液两相工况性能和磨损实验
2.4 本章小结
第三章 离心泵数值模拟及内部流动分析
3.1 清水工况下的性能模拟与分析
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 计算模型与网格
3.1.3 数值模拟方法验证
3.2 固液两相流流动及计算模型的选择
3.2.1 固液两相流控制方程
3.2.2 颗粒受力及运动方程
3.2.3 颗粒-壁面碰撞反弹模型
3.3 颗粒质量浓度对离心泵内流场的影响
3.3.1 颗粒质量浓度对叶轮S3 截面流量和压力的分析
3.3.2 颗粒质量浓度对内流场的影响
3.4 本章小结
第四章 离心泵固液两相流磨损特性分析
4.1 FLUENT-EDEM耦合过程
4.1.1 颗粒运动方程
4.1.2 颗粒接触模型
4.1.3 颗粒接触检索过程
4.2 FLUENT-EDEM耦合
4.2.1 FLUENT参数的设置
4.2.2 EDEM参数的设置
4.3 颗粒运动特性与固液两相磨损特性分析
4.3.1 颗粒相的运动特性分析
4.3.2 固液两相磨损特性分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]ADI渣浆泵叶片磨损机理的研究[J]. 李双寿,卢达溶,洪亮,刘汉伟,许洪元. 流体机械. 2000(06)
[2]NUMERICAL SIMULATION OF 3-D DENSE SOLID-LIQUID TWO-PHASE TURBULENT FLOW IN A NON-CLOGGING MUD PUMP[J]. Yuan ShouqiZhang PeifangZhang JinfengXu WeixingResearch Center of Fluid MachineryEngineering and Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[3]双流道泵输送固液介质的水力性能及磨损试验研究[J]. 朱祖超,崔宝玲,李昳,谭东华,偶国富. 机械工程学报. 2009(12)
[4]基于Mixture多相流模型计算双流道泵全流道内固液两相湍流[J]. 赵斌娟,袁寿其,刘厚林,黄忠富,谈明高. 农业工程学报. 2008(01)
[5]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)
[6]离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分析[J]. 刘建瑞,徐永刚,王董梅,苏起钦. 农业机械学报. 2010(03)
[7]Abrasion characteristic analyses of solid-liquid two-phase centrifugal pump[J]. LI Yi1, ZHU Zuchao*1, HE Zhaohui2 and HE Weiqiang3 1. The Laboratory of Fluid Transmission and Application, Zhejiang Sci-Tech University, Hang Zhou, 310018, China 2. Zhejiang Institute of Mechanical ＆ Electrical Engineering co., LTD, Hangzhou, 310002, China 3. Hangzhou Dalu Industry co., Ltd, Hangzhou, 311234, China LI Yi:Associate Professor. Journal of Thermal Science. 2011(03)
[8]离心泵内示踪粒子运动的离散相模型模拟[J]. 李亚林,袁寿其,汤跃,黄萍,李晓俊. 农业机械学报. 2012(11)
[9]颗粒粒径对海洋采矿扬矿泵固液两相流影响的分析[J]. 曾义聪,陈奇,谢秋敏,李峰. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2013(02)
[10]运用CFD-DEM耦合模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动[J]. 黄思,杨富翔,宿向辉. 科技导报. 2014(27)
博士论文
[1]离心泵内部固液两相流动数值模拟与磨损特性研究[D]. 李昳.浙江理工大学 2014
硕士论文
[1]基于颗粒受力分析的离心泵内固液两相流动数值模拟[D]. 董文龙.浙江理工大学 2015
[2]高速液氧泵流态与脉动特性的数值模拟研究[D]. 赵俊龙.哈尔滨工业大学 2014
[3]固液两相流离心泵内部流动特征的数值计算[D]. 唐华.浙江理工大学 2014
本文编号：3694564
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 两相流理论研究
1.2.2 泵输送固液两相流的流动特性研究
1.2.3 泵输送固液两相流的磨损特性研究
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 离心泵输送固液两相流的实验研究
2.1 实验台的搭建
2.2 实验设备的选取
2.3 离心泵实验
2.3.1 清水工况性能实验
2.3.2 固液两相工况性能和磨损实验
2.4 本章小结
第三章 离心泵数值模拟及内部流动分析
3.1 清水工况下的性能模拟与分析
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 计算模型与网格
3.1.3 数值模拟方法验证
3.2 固液两相流流动及计算模型的选择
3.2.1 固液两相流控制方程
3.2.2 颗粒受力及运动方程
3.2.3 颗粒-壁面碰撞反弹模型
3.3 颗粒质量浓度对离心泵内流场的影响
3.3.1 颗粒质量浓度对叶轮S3 截面流量和压力的分析
3.3.2 颗粒质量浓度对内流场的影响
3.4 本章小结
第四章 离心泵固液两相流磨损特性分析
4.1 FLUENT-EDEM耦合过程
4.1.1 颗粒运动方程
4.1.2 颗粒接触模型
4.1.3 颗粒接触检索过程
4.2 FLUENT-EDEM耦合
4.2.1 FLUENT参数的设置
4.2.2 EDEM参数的设置
4.3 颗粒运动特性与固液两相磨损特性分析
4.3.1 颗粒相的运动特性分析
4.3.2 固液两相磨损特性分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]ADI渣浆泵叶片磨损机理的研究[J]. 李双寿,卢达溶,洪亮,刘汉伟,许洪元. 流体机械. 2000(06)
[2]NUMERICAL SIMULATION OF 3-D DENSE SOLID-LIQUID TWO-PHASE TURBULENT FLOW IN A NON-CLOGGING MUD PUMP[J]. Yuan ShouqiZhang PeifangZhang JinfengXu WeixingResearch Center of Fluid MachineryEngineering and Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[3]双流道泵输送固液介质的水力性能及磨损试验研究[J]. 朱祖超,崔宝玲,李昳,谭东华,偶国富. 机械工程学报. 2009(12)
[4]基于Mixture多相流模型计算双流道泵全流道内固液两相湍流[J]. 赵斌娟,袁寿其,刘厚林,黄忠富,谈明高. 农业工程学报. 2008(01)
[5]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)
[6]离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分析[J]. 刘建瑞,徐永刚,王董梅,苏起钦. 农业机械学报. 2010(03)
[7]Abrasion characteristic analyses of solid-liquid two-phase centrifugal pump[J]. LI Yi1, ZHU Zuchao*1, HE Zhaohui2 and HE Weiqiang3 1. The Laboratory of Fluid Transmission and Application, Zhejiang Sci-Tech University, Hang Zhou, 310018, China 2. Zhejiang Institute of Mechanical ＆ Electrical Engineering co., LTD, Hangzhou, 310002, China 3. Hangzhou Dalu Industry co., Ltd, Hangzhou, 311234, China LI Yi:Associate Professor. Journal of Thermal Science. 2011(03)
[8]离心泵内示踪粒子运动的离散相模型模拟[J]. 李亚林,袁寿其,汤跃,黄萍,李晓俊. 农业机械学报. 2012(11)
[9]颗粒粒径对海洋采矿扬矿泵固液两相流影响的分析[J]. 曾义聪,陈奇,谢秋敏,李峰. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2013(02)
[10]运用CFD-DEM耦合模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动[J]. 黄思,杨富翔,宿向辉. 科技导报. 2014(27)
博士论文
[1]离心泵内部固液两相流动数值模拟与磨损特性研究[D]. 李昳.浙江理工大学 2014
硕士论文
[1]基于颗粒受力分析的离心泵内固液两相流动数值模拟[D]. 董文龙.浙江理工大学 2015
[2]高速液氧泵流态与脉动特性的数值模拟研究[D]. 赵俊龙.哈尔滨工业大学 2014
[3]固液两相流离心泵内部流动特征的数值计算[D]. 唐华.浙江理工大学 2014
本文编号：3694564
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