基于EDEM-Fluent耦合的离心泵内过流部分的磨损特性研究

发布时间：2022-01-09 21:08

　　运用EDEM-Fluent软件,采用连续流体介质与固体颗粒离散元耦合计算方法,在同样的泵入口颗粒浓度下模拟计算了0.7Q_d、1.0Q_d和1.3Q_d3种工况的离心泵内固液两相流场。通过引入Archard磨损模型,计算得到叶轮叶片头部、叶片尾端、叶片工作面、叶片背面、叶轮前盖板、叶轮后盖板和蜗壳等过流部分的磨损量和磨损规律。结果表明:蜗壳的磨损量约占泵内总磨损量的70%;叶轮内的磨损集中在叶片前缘、工作面尾部与后盖板交界以及背面后半段与前盖板交界处;小流量工况下,叶轮前盖板磨损量较大,随着流量增大,叶轮叶片工作面和后盖板磨损增加显著。 

【文章来源】：热能动力工程. 2020,35(01)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

泵内各过流部分相对磨损量W*(t=0.8 s)

计算中将离心泵内液体视为连续相,固体颗粒视为离散相。使用FLUENT软件对液相的瞬态流场进行模拟计算,湍流模型选用标准k-ε模型,求解时均的Navier-Stokes方程并将流场数据传递到EDEM软件中,考虑颗粒的形状大小、材料属性等因素,根据牛顿第二定律求解每个颗粒的受力、位置、速度和碰撞特性。1.4 磨损模型

为研究小流量、额定和大流量工况下离心泵内固液两相流情况,在泵入口颗粒体积率不变的前提下分别对0.7Qd、1.0Qd、1.3Qd 3种工况进行模拟计算。图2为计算得到的泵内固体颗粒总体积VP随时间t的变化曲线。由图2可以看到,从颗粒释放的初始状态t=0开始,泵内颗粒总体积VP随时间t增加,当到达某个时刻后泵内VP达到平衡状态,离心泵进入平稳运行阶段。0.7Qd、1.0Qd、1.3Qd 3种工况达到平衡的时间分别约为0.7、0.5和0.3 s。图3为离心泵运行稳定后的颗粒分布情况。由图3可以看出,随着流量Q增大,叶轮内颗粒运动轨迹偏向叶片工作面一侧;蜗壳内下游主体颗粒轨迹逐渐偏向重力方向一侧。

【参考文献】：
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本文编号：3579445