疏浚泥泵衬板抗磨蚀性能试验研究
发布时间：2022-02-09 12:43
航道疏浚、内湖清淤、填海造地等作业中,核心设备泥泵的过流部件（叶轮、泵壳、前后衬板）往往由于汽蚀与磨损问题导致其失效,其中泥泵过流部件前衬板磨损与汽蚀损坏最为严重,严重制约着生产效率。为延长泥泵前衬板使用寿命,本文通过数值模拟与试验相结合的方法,研究泥泵前衬板部位的磨损行为及磨损率分布情况。并结合实际工况设计磨损汽蚀试验台对不同耐磨材料进行试验,优选衬板用抗磨蚀材料,以期提高疏浚效率与降低运行成本,研究具有重要的理论与实践意义。本文通过DPM erosion模型分析了不同粒径颗粒在前衬板部位的固相浓度分布、压力场分布、颗粒运动轨迹及磨损率分布等,研究表明,蜗壳隔舌处下方的前衬板磨损最为严重,主要原因是泥泵旋转液流及蜗壳隔舌处的涡流携带小直径颗粒的快速冲刷。由于加工制作以及磨损引起的衬板表面并不平整,通过加设半球状体凹坑来模拟衬板实际运行状态,研究发现,在前衬板外圈肩胛环处,汽蚀严重,该处流体速度最大,磨损失效应是汽蚀与磨损的耦合作用。前衬板部位的失效受到泥沙水汽蚀与磨损的共同作用,同时蜗壳隔舌处涡流对液流的运动影响比较严重,进一步加剧了前衬板过流面的磨蚀。为进一步研究衬板处颗粒磨损机理...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１衬板磨蚀表面形貌??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｌｉｎｅｒ?ａｂｒａｓｉｏｎ??
颗粒在衬板壁面的运动形式，研宄泥栗衬板壁面间的相互作用进行分析，颗粒在衬板壁面碰揸过粒的动能降低，速度下降，在工程中，通常通过来体现颗粒碰撞前后颗粒的动量变化。其中弹性量表示，其分别表示碰撞前后法线方向与切线方如下：??＝Ｕｐｉ??ｅ，?＝?＾ｌＶＰｉ??ｅｔ为颗粒在壁面法向方向的碰撞恢复系数；ｕｐｌ代方向的投影，ｕｐ２为颗粒碰撞后速度沿壁面法向方面前后其切向速度的投影。??Ｕ
?易发生■穿孔??泥栗内壳＼｜＾＿雌綱魷姓離与磨损??图２－２泥泵衬板部位磨蚀示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｂｒａｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍｕｄ?ｐｕｍｐ?ｌｉｎｅｒ．??内圈前衬板与外圈前衬板连接处，存在２ｍｍ的装配间隙，此装配间隙处由??于存在环状间隙，水力状况不佳，涡流磨损与汽蚀较为严重。此外，颗粒在泥??泵内部运动时，由于在蜗壳隔舌处存在涡流，导致流经此处的液流回流，其携??带颗粒一部分向外部迁移排除泥泵出口，造成泥泵出口部位圆周壁面的磨蚀；??另一部分容易受蜗壳隔舌阻碍作用向内部迁移，进入叶轮与衬板间隙部位，迁??移至内部的颗粒随叶轮在间隙处转动，造成前衬板过流面磨损，同时受到蜗壳??隔舌阻碍作用进入衬板间隙的液流速度增大，进一步增大间隙内部的水流速度，??加剧了过流壁面的磨蚀。??ｍｍ??＃??图２－３隔
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒参数对螺旋离心泵流场及过流部件磨损特性的影响[J]. 申正精,楚武利,董玮. 农业工程学报. 2018(06)
[2]沙粒体积分数对离心泵磨损特性影响的数值分析[J]. 赵伟国,郑英杰,刘宜,韩向东. 排灌机械工程学报. 2018(02)
[3]渣浆泵进口流动状态对叶轮磨损的影响[J]. 王志国. 机电设备. 2017(06)
[4]聚氨酯弹性体在固海扬黄水泵叶轮磨蚀防护中的应用[J]. 张印,张雷,郭维克,王勇,李贵勋,杨勇. 水泵技术. 2017(04)
[5]大型离心式泥泵叶轮磨损特性研究[J]. 王志国. 天津航海. 2017(02)
[6]含沙水流对离心泵叶片局部磨损破坏的数值分析[J]. 赵万勇,颜韶华,葛靖国,魏乐敏. 甘肃科学学报. 2017(03)
[7]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[8]聚氨酯弹性体在渣浆泵上的应用[J]. 于涛,刘文华,蒋新启,刘峥. 现代制造技术与装备. 2016(08)
[9]基于颗粒轨道模型的离心泵叶轮泥沙磨损数值预测[J]. 黄先北,杨硕,刘竹青,杨魏,黎耀军. 农业机械学报. 2016(08)
[10]抗冲蚀磨损涂层的研究进展[J]. 姚梦佳,李春福,何俊波,侯宇. 材料导报. 2015(S2)
博士论文
[1]渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D]. 吴波.中南大学 2010
硕士论文
[1]渣浆泵关键过流部件的研制[D]. 郑立勇.河北科技大学 2017
[2]旋流器壁面磨损行为及衬里耐磨材料试验研究[D]. 张瑞.山东科技大学 2017
[3]渣浆泵叶轮内两相湍流数值模拟及磨损特性分析[D]. 张恒.昆明理工大学 2013
[4]离心泵内泥沙磨损机理的数值研究[D]. 范贤旗.西安理工大学 2010
[5]三门峡水电厂水轮机泥沙磨蚀及其防护的研究[D]. 石永伟.河海大学 2006
[6]疏浚泥泵叶轮参数化设计及泥泵性能预测[D]. 杨年浩.河海大学 2006
本文编号：3617029
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１衬板磨蚀表面形貌??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｌｉｎｅｒ?ａｂｒａｓｉｏｎ??
颗粒在衬板壁面的运动形式，研宄泥栗衬板壁面间的相互作用进行分析，颗粒在衬板壁面碰揸过粒的动能降低，速度下降，在工程中，通常通过来体现颗粒碰撞前后颗粒的动量变化。其中弹性量表示，其分别表示碰撞前后法线方向与切线方如下：??＝Ｕｐｉ??ｅ，?＝?＾ｌＶＰｉ??ｅｔ为颗粒在壁面法向方向的碰撞恢复系数；ｕｐｌ代方向的投影，ｕｐ２为颗粒碰撞后速度沿壁面法向方面前后其切向速度的投影。??Ｕ
?易发生■穿孔??泥栗内壳＼｜＾＿雌綱魷姓離与磨损??图２－２泥泵衬板部位磨蚀示意图??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｂｒａｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍｕｄ?ｐｕｍｐ?ｌｉｎｅｒ．??内圈前衬板与外圈前衬板连接处，存在２ｍｍ的装配间隙，此装配间隙处由??于存在环状间隙，水力状况不佳，涡流磨损与汽蚀较为严重。此外，颗粒在泥??泵内部运动时，由于在蜗壳隔舌处存在涡流，导致流经此处的液流回流，其携??带颗粒一部分向外部迁移排除泥泵出口，造成泥泵出口部位圆周壁面的磨蚀；??另一部分容易受蜗壳隔舌阻碍作用向内部迁移，进入叶轮与衬板间隙部位，迁??移至内部的颗粒随叶轮在间隙处转动，造成前衬板过流面磨损，同时受到蜗壳??隔舌阻碍作用进入衬板间隙的液流速度增大，进一步增大间隙内部的水流速度，??加剧了过流壁面的磨蚀。??ｍｍ??＃??图２－３隔
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒参数对螺旋离心泵流场及过流部件磨损特性的影响[J]. 申正精,楚武利,董玮. 农业工程学报. 2018(06)
[2]沙粒体积分数对离心泵磨损特性影响的数值分析[J]. 赵伟国,郑英杰,刘宜,韩向东. 排灌机械工程学报. 2018(02)
[3]渣浆泵进口流动状态对叶轮磨损的影响[J]. 王志国. 机电设备. 2017(06)
[4]聚氨酯弹性体在固海扬黄水泵叶轮磨蚀防护中的应用[J]. 张印,张雷,郭维克,王勇,李贵勋,杨勇. 水泵技术. 2017(04)
[5]大型离心式泥泵叶轮磨损特性研究[J]. 王志国. 天津航海. 2017(02)
[6]含沙水流对离心泵叶片局部磨损破坏的数值分析[J]. 赵万勇,颜韶华,葛靖国,魏乐敏. 甘肃科学学报. 2017(03)
[7]离心泵内空泡演化与其对振动的影响[J]. 叶阳辉,朱相源,孙光普,李国君. 农业机械学报. 2017(06)
[8]聚氨酯弹性体在渣浆泵上的应用[J]. 于涛,刘文华,蒋新启,刘峥. 现代制造技术与装备. 2016(08)
[9]基于颗粒轨道模型的离心泵叶轮泥沙磨损数值预测[J]. 黄先北,杨硕,刘竹青,杨魏,黎耀军. 农业机械学报. 2016(08)
[10]抗冲蚀磨损涂层的研究进展[J]. 姚梦佳,李春福,何俊波,侯宇. 材料导报. 2015(S2)
博士论文
[1]渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D]. 吴波.中南大学 2010
硕士论文
[1]渣浆泵关键过流部件的研制[D]. 郑立勇.河北科技大学 2017
[2]旋流器壁面磨损行为及衬里耐磨材料试验研究[D]. 张瑞.山东科技大学 2017
[3]渣浆泵叶轮内两相湍流数值模拟及磨损特性分析[D]. 张恒.昆明理工大学 2013
[4]离心泵内泥沙磨损机理的数值研究[D]. 范贤旗.西安理工大学 2010
[5]三门峡水电厂水轮机泥沙磨蚀及其防护的研究[D]. 石永伟.河海大学 2006
[6]疏浚泥泵叶轮参数化设计及泥泵性能预测[D]. 杨年浩.河海大学 2006
本文编号：3617029
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