筑坝泥浆泵的设计及性能分析

发布时间：2021-05-08 02:57

　　使用水枪冲土、人工搅拌等方式将位于高处土料搅拌成泥浆,并将泥浆输送到坝面形成的坝体即为水坠坝。水坠坝在建造过程中存在泥浆脱水固结困难、坝体存在流态区、施工条件要求高等问题。为解决水坠坝存在的问题,进一步地提高筑坝的质量、机械化和自动化水平,提出泥浆泵筑坝的新思路。泥浆泵筑坝经过多次的改进优化,其建设水坠坝的能力已经得到大大地提升,但其内部流动规律和密封机理尚未完全掌握。本文利用数值模拟方法研究筑坝泥浆泵内部固液两相流动的规律,并对其泥浆制备输送装置和副叶轮密封系统进行结构分析和优化,确定最优结构参数设计方案。筑坝泥浆泵的核心部件是泥浆制备输送装置,本文针对三种不同结构的泥浆制备输送装置进行理论分析和数值模拟,分析研究其性能表现、流体内部运动规律和外特性参数,确定泥浆制备输送装置最优设计方案。利用数值模拟方法分析泥浆制备输送装置在各种工况下的性能表现,分析泥浆固相浓度和固相颗粒直径对泥浆输送性能的影响规律。从泥浆制备输送装置组成部件螺旋输送装置和离心泵结构两个方面对影响泥浆输送性能的结构参数进行仿真分析,探究不同结构参数对泥浆泵性能的影响规律,确定各结构参数的最优值。筑坝泥浆泵的密封系统... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 筑坝泥浆泵工作原理
    1.3 筑坝泥浆泵技术概述
    1.4 副叶轮动力密封系统的国内外研究现状
        1.4.1 副叶轮动力密封系统的国内研究现状
        1.4.2 副叶轮动力密封系统的国外研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
2 筑坝泥浆泵设计方案
    2.1 泥浆浓度及输送量分析
        2.1.1 泥浆浓度
        2.1.2 泥浆流量
    2.2 筑坝泥浆泵功能模块分析
        2.2.1 土料储备-破碎模块
        2.2.2 土料筛分模块
        2.2.3 泥浆制备-输送模块
    2.3 螺旋输送装置下泥浆的动力学分析
    2.4 离心泵叶轮内部流动机理分析
    2.5 本章小结
3 泥浆制备输送装置内部流场分析
    3.1 计算流体力学概念
    3.2 三维几何造型
    3.3 网格划分
    3.4 固液两相流场的数值模拟
        3.4.1 基本假设及理想状态下的运动分析
        3.4.2 固液两相流动控制方程
    3.5 边界条件和基本设置
        3.5.1 边界条件
        3.5.2 转动模型
        3.5.3 基本设置
    3.6 数值模拟结果分析
        3.6.1 流场压力分布情况
        3.6.2 流场速度分布情况
        3.6.3 湍流强度分布情况
    3.7 水力性能分析
        3.7.1 特性曲线
        3.7.2 水力特性对比
    3.8 本章小结
4 泥浆制备输送装置性能分析及结构优化
    4.1 不同固相浓度和颗粒直径对泥浆输送性能的影响
        4.1.1 颗粒直径和固相浓度对泵扬程的影响
        4.1.2 颗粒直径和固相浓度对泵水力效率的影响
    4.2 不同结构参数对泥浆输送性能的影响
        4.2.1 螺距对泥浆输送性能的影响
        4.2.2 螺旋轴的直径对泥浆输送性能的影响
        4.2.3 螺旋长度对泥浆输送性能的影响
    4.3 影响离心泵性能的因素
        4.3.1 离心泵叶片数对泥浆输送性能的影响
        4.3.2 离心泵叶片包角对泥浆输送性能的影响
    4.4 本章小结
5 密封系统的设计和数值模拟
    5.1 密封系统的设计
        5.1.1 背叶片的设计
        5.1.2 副叶轮的设计
    5.2 数值模拟及结果分析
        5.2.1 背叶片对筑坝泥浆泵性能的影响
        5.2.2 副叶轮对筑坝泥浆泵性能的影响
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3174535