固相浓度对离心泵内部流场影响分析

发布时间：2017-09-09 23:36

  本文关键词：固相浓度对离心泵内部流场影响分析

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【摘要】：离心泵是一种广泛应用于水力输送、冶金、矿山、化工等行业的水力机械,主要用于输送固液混合物。近年来,随着计算流体力学(CFD)的不断发展,离心泵的CFD研究与离心泵设计联系越来越紧密。前人在颗粒直径对泵内部流场影响分析中较多选用微小型颗粒进行研究,也较少对比离心泵在实际工作时的磨损实例来验证分析出的理论结果。本课题主要研究固相浓度和介于微小和细小型之间的颗粒直径为0.2mmm及0.5mm时对离心泵内部流场的影响并对比现实中几种泵磨损实例来加以验证。 本文对离心泵建立了三维模型,之后使用FLUENT前处理器GAMBIT对其进行网格划分,导入FLUENT分析软件对离心泵在清水场及固液两相流情况的内部流场进行模拟,分别分析当颗粒直径为0.2mmm,初始固相浓度为15%,25%及35%；颗粒直径为0.5mm,初始固相浓度为15%,25%时离心泵的内部压力、速度、固相浓度分布情况。 通过FLUENT对离心泵在清水场时内部流场的数值模拟,得出液体在离心泵内速度、压力的分布情况；固液两相流状态时分别从颗粒直径与固相浓度两个因素对离心泵内压力、速度及固相浓度分布的影响进行模拟分析并计算不同固相浓度对泵扬程和效率的影响。 总结出固体颗粒在离心泵内主要的运动轨迹,得出泵内主要磨损主要部位在蜗壳近壁面端及蜗壳隔舌处,叶轮进口叶片工作面侧的结论。将现实中离心泵实际工作时的磨损实例与FLUENT模拟分析结果进行对比,验证了本文离心泵模型建立和FLUENT分析结果的正确性。为以后对离心泵磨损机理研究及离心泵结构选型和优化提供了相应的理论数据基础。
【关键词】：离心泵 固相浓度 FLUENT 数值模拟 固液两相流
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-8
• 目录8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 选题背景和意义13-14
• 1.2 离心泵工作原理及基本结构简介14-17
• 1.2.1 离心泵基本工作的相关原理15
• 1.2.2 离心泵的基本结构15-17
• 1.3 离心泵国内外研究现状17-20
• 1.3.1 离心泵国内研究现状18-19
• 1.3.2 国外研究现状19-20
• 1.4 课题研究的内容及意义20-22
• 第二章 计算流体力学理论及方法简介22-28
• 2.1 计算流体力学的发展历程22-23
• 2.2 计算流体力学的计算步骤23-24
• 2.3 不可压缩流体的质量方程24-26
• 2.3.1 流体的质量守恒方程24
• 2.3.2 动量守恒方程24-25
• 2.3.3 能量守恒方程25-26
• 2.3.4 N-S方程26
• 2.4 常用的CFD软件26-27
• 2.4.1 FLUENT27
• 2.4.2 PHOENICS27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 离心泵性能的影响因素28-34
• 3.1 离心泵主要性能参数28-29
• 3.2 离心泵性能的影响因素29-33
• 3.2.1 浆体质量浓度的影响29-30
• 3.2.2 叶片结构参数对性能的影响30-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第四章 离心泵的三维模型建立及模型的网格划分34-48
• 4.1 三维建模概述34
• 4.2 离心泵三维流场模型建立34-40
• 4.2.1 叶轮流道的三维模型35-37
• 4.2.2 蜗壳流道三维建模37-40
• 4.3 离心泵流道模型网格划分40-47
• 4.3.1 GAMBIT软件简介40-41
• 4.3.2 Gambit网格划分过程41-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 Fluent数值模拟结果及分析48-75
• 5.1 Fluent数值模拟过程简介48-53
• 5.2 CFD离心泵整机模拟结果分析53-71
• 5.2.1 清水介质内部流场模拟53-58
• 5.2.2 固液两相流内部流场模拟58-71
• 5.3 固液浓度变化对泵扬程及效率的影响71-72
• 5.4 离心泵蜗壳和叶轮实际工作磨损实例72-74
• 5.5 总结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 工作展望76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘亮;叶轮出口参数对离心泵性能的影响[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1995年04期

2 吴民生;段文广;;计算流体动力学(CFD)在流体机械领域的应用[J];装备制造技术;2008年12期

3 员文权;杨庆峰;;计算流体力学在反渗透膜分离中的应用[J];化工进展;2008年09期

4 陈楚成;泵类产品技术发展状况[J];化工设备与管道;2005年04期

5 柏占伟;裴江红;胡韶华;;离心泵内流场的数值模拟[J];机械设计与制造;2009年06期

6 刘胜柱,郭鹏程,罗兴，

本文编号：823433