渣浆泵叶轮轴向间隙流动及泵体动态磨损特性研究

发布时间：2021-12-31 21:06

　　为研究渣浆泵开式叶轮轴向间隙流动结构及泵体动态磨损特性,采用RNGκ-ε湍流模型和离散相模型,对开式叶轮渣浆泵内非定常固液两相流动进行数值模拟,分析了叶轮轴向间隙泄漏流及其与主流的相互干扰作用;建立了渣浆泵泵体动态磨损模型,由UDF函数实现对泵体壁面磨损过程的动态模拟,运用动网格技术实现间隙网格运动区域的动态更新,分析了泵体的动态磨损特性及泵体表面粗糙度对其磨损特性的影响;通过引入时间系数法来实现对实际时间周期内的磨损量预测,根据该模型的实际运行周期内的磨损量对不同时间系数的预测模型进行非线性修正,建立了基于时间系数法的磨损预测模型,算例计算结果验证了预测模型的可靠性,该研究为渣浆泵泵体的磨损寿命的预测提供了一个可行的方案。 

【文章来源】：液压气动与密封. 2021,41(04)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

模型泵计算域

为提升计算的稳定性，对叶轮进口段以及蜗壳出口段进行适当延长。采用结构化网格对整个计算域进行离散。为精确捕捉开式叶轮轴向间隙内的流动结构，在叶轮轴向间隙内设置20层网格，并向叶轮内逐渐过渡，将与间隙接触的叶轮第一层网格设置为0.05 mm，间隙内细网格与叶轮内粗网格之间均匀过渡，其相邻网格尺寸比例为1∶1.2，如图2所示。综合考虑计算精度和计算量经网格无关性检查，最终将网格总数定为480万，采用SIMPLE压力速度耦合算法，非定常计算时间步长为0.0001 s。选择速度进口边界条件，按照额定流量136 m3/s计算．采用RNGκ-ε湍流模型和DPM固液两相流模型来进行数值模拟，采用滑移网格方法处理叶轮的旋转区域。根据铸铁的砂型铸造表面粗糙度范围，取壁面粗糙度为0.2 mm。介质为固相浓度7%石灰石浆液，粒径为0.15 mm，不考虑固相和液相的相变。1.3 数值计算分析

由于模型泵出厂试验采用清水介质进行试验，先进行数值模拟外特性的对比分析。图3为泵外特性模拟值与实验值对比曲线。如图3所示，实验特性曲线与数值计算的外特性曲线趋势基本一致但存在一定误差。扬程的最小误差为2%，最大误差为9%。效率的最小误差为1.5%，最大误差为8%。

【参考文献】：
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本文编号：3560974