固液两相双流道泵的数值模拟与实验研究

发布时间：2017-05-17 15:28

  本文关键词：固液两相双流道泵的数值模拟与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双流道泵因其具有流道空间宽广、通过能力良好、运行平稳等特点，被广泛应用于化工、造纸、污水处理、冶金等领域。但是在实际运行过程中发现，泵容易被损坏，，而且效率普遍不高。为了更清楚的认识双流道泵泵内部的结构和流动规律，国内外的学者均做过相应的研究。但由于双流道泵的叶轮结构特殊，内部过流部件形状复杂，加之研究历史较短，其设计理论尚不够完善。 因为固液混合流体的流动比较复杂，对许多现象的流场结构和发生原因认识比较模糊，因此还需要做很多方面的研究来进一步揭示其内部的流动规律。本文根据二维的木模图，对双流道泵的流道进行三维建模，应用Fluent分别对清水和两相流工况下的内部流场进行数值模拟，在不同粒径、不同颗粒体积浓度和不同流量工况下，对泵内部的速度、压力及固相浓度的变化及分布规律进行研究。为双流道泵的结构设计和性能优化提供了一定的基础。本文的主要工作如下： 1．对固液两相流的传输和双流道泵的国内外研究现状进行系统的阐述。 2．利用Pro/E对双流道泵的叶轮和蜗壳的流道进行三维建模，利用Gambit对模型进行网格划分，最后利用Fluent，分别对双流道泵进行了清水和固液两相流工况下的流场进行数值模拟，并对数值模拟结果进行了分析。 3．搭建并完善了固液两相双流道泵的实验台，进行了不同粒径、颗粒体积浓度和不同流量工况的实验研究，对得到的实验结果进行分析，为双流道泵的结构优化设计提供了良好的依据。 4．将实验结果与数值模拟结果进行对比，对数值模拟和实验研究的结果的可靠性进行相互验证，为双流道泵的进一步研究积累了一定的基础。
【关键词】：双流道泵 固液两相流 数值模拟 实验研究
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 固液泵内部流动 CFD 研究现状11-13
• 1.2.2 固液泵的实验研究现状13-14
• 1.2.3 双流道泵的研究现状14-15
• 1.3 论文的主要研究内容和组织结构15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 计算方法和三维模型的建立17-30
• 2.1 计算理论及控制方程17-23
• 2.1.1 计算流体动力学理论17-18
• 2.1.2 控制方程组18-19
• 2.1.3 湍流的数值模拟方法及模型19-22
• 2.1.4 多相流模型22-23
• 2.1.5 控制方程的离散23
• 2.2 计算模型和边界条件23-29
• 2.2.1 计算模型23-25
• 2.2.2 进口边界条件25-26
• 2.2.3 出口边界条件26
• 2.2.4 固壁边界条件26
• 2.2.5 动静耦合交界面26
• 2.2.6 两相流采用的计算模型26-29
• 2.3 求解方法与离散格式及收敛精度的选择29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 数值模拟结果分析30-43
• 3.1 清水工况下数值模拟30-32
• 3.1.1 静压分布30-31
• 3.1.2 绝对速度分布31
• 3.1.3 性能预测31-32
• 3.2 固液两相流工况下的数值模拟32-42
• 3.2.1 不同粒径工况下的结果分析32-36
• 3.2.2 不同固相体积浓度工况下的结果分析36-39
• 3.2.3 不同流量工况下的结果分析39-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 双流道泵的实验研究43-57
• 4.1 实验内容43-48
• 4.1.1 实验台的搭建43-44
• 4.1.2 实验测试方法44-48
• 4.2 实验过程及实验数据处理48-52
• 4.2.1 实验泵和实验材料48-49
• 4.2.2 实验的操作步骤及注意事项49-50
• 4.2.3 实验数据的整理分析50-52
• 4.3 实验结果分析52-56
• 4.3.1 清水工况实验结果52-53
• 4.3.2 固液两相工况下的实验结果53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 全文的总结与展望57-58
• 5.1 全文总结57
• 5.2 研究展望57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 攻读研究生期间发表的论文64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高波;杨敏官;;旋流泵内颗粒分布及对盐析特性的影响[J];工程热物理学报;2009年12期

2 李仁年;徐振法;韩伟;苏吉鑫;王浩;;渣浆泵内部流场数值模拟与磨损特性分析[J];排灌机械;2007年02期

3 刘栋;杨敏官;董祥;王群;;盐析液固两相流对化工泵性能的影响[J];排灌机械;2008年04期

4 李f3;何伟强;朱祖超;张玉良;崔宝玲;;脱硫泵固液两相流动的数值模拟与磨损特性[J];排灌机械;2009年02期

5 刘厚林;陆斌斌;谈明高;王勇;王凯;;双流道泵内固液两相流动的数值模拟[J];排灌机械;2009年05期

6 吴玉林,葛亮,陈乃祥;离心泵叶轮内部固液两相流动的大涡模拟[J];清华大学学报(自然科学版);2001年10期

7 吴玉林,曹树良,葛亮,王琳,王新明,孙自祥;渣浆泵叶轮中固液两相湍流的计算和实验[J];清华大学学报(自然科学版);1998年01期

8 ;Abrasion characteristic analyses of solid-liquid two-phase centrifugal pump[J];Journal of Thermal Science;2011年03期

9 李效贤;超声多普勒流量计在固液两相流测量中的应用[J];水泵技术;2000年05期

10 赵斌娟;袁寿其;刘厚林;黄忠富;刘敏;;双流道泵的三维实体造型与数值模拟[J];水泵技术;2007年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张静;双流道式污水泵叶轮三维设计及水力模型开发研究[D];兰州理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 谭东华;水下运行环境的固液两相双流道泵的设计与试验研究[D];浙江大学;2006年

  本文关键词：固液两相双流道泵的数值模拟与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：373817