煤炭颗粒对离心泵磨损的数值研究

发布时间：2023-04-25 19:07

　　在离心泵的实际运行过程中,由于输送介质的不同,自身工作状况也会发生相应改变。自然界中的绝大多数流体均为多相流,矿井在实际生产过程中产生的煤浆中由于含有煤块等固体颗粒,这些固体颗粒的存在会对离心泵的运行产生较大影响,使得离心泵内部流动相较于清水工况时发生较大改变,并会对离心泵叶片造成一定的磨损。本文选用实验室现有的离心泵作为研究对象,采用ANSYS CFX对离心泵内部磨损情况进行数值研究。主要内容如下:(1)本文采用欧拉-拉格朗日方法作为离心泵内两相流计算依据,对离心泵中煤炭颗粒受力情况进行简化分析,简要介绍了煤炭颗粒与流体相间耦合,并对数值计算所采用的碰撞模型及磨损模型进行简要介绍。(2)本文对离心泵进行实物建模及网格划分,将计算结果与离心泵理论设计值对比,验证了模型的准确性,并在此基础上对离心泵模型内部流动的压力场和速度场进行了分析。(3)本文对离心泵两相流工况下内部流场及磨损情况进行了研究,得到了不同煤炭颗粒浓度、大小和密度情况下离心泵内部磨损情况。结果表明颗粒浓度越高磨损越严重;粒径越大,叶轮磨损越严重,导叶磨损越轻,总磨损越轻;密度越大,叶轮磨损越严重,导叶磨损越轻,总磨损越轻...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 固液离心泵设计原则
    1.4 本文主要研究内容
2 离心泵内两相流基本理论和计算模型
    2.1 两相流中煤炭颗粒受力分析
    2.2 相间耦合
    2.3 控制方程
    2.4 碰撞模型
    2.5 磨损模型
    2.6 本章小结
3 离心泵实物建模及验证
    3.1 离心泵实物模型
    3.2 离心泵模型构建
    3.3 离心泵模型网格划分
    3.4 清水工况下离心泵数值模拟
    3.5 计算结果分析
    3.6 本章小结
4 离心泵内部两相流及磨损研究
    4.1 边界条件设置
    4.2 颗粒浓度对离心泵内部流场及磨损的影响研究
    4.3 颗粒大小对离心泵内部流场及磨损的影响研究
    4.4 颗粒密度对离心泵内部流场及磨损的影响研究
    4.5 本章小结
5 离心泵结构优化分析
    5.1 叶轮出口安装角优化分析
    5.2 导叶入口安装角优化分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3800879