【摘要】：泵是流體輸送的動力核心,固液泵因其輸送的介質(zhì)內(nèi)存在固體顆粒,存在過流部件磨損嚴(yán)重、效率低的問題。但由于離心泵復(fù)雜的幾何流道,加上固液兩相介質(zhì)的多樣性,導(dǎo)致對其進行研究較為困難。為更好揭示大顆粒固液混合物輸時泵流道內(nèi)混合物的流動和沖蝕磨損機理,本文采用簡化模型的方法,將葉輪葉片型線作為管道型線,設(shè)計變曲率流道。以變曲率彎管為研究對象,借鑒管道分析方法,采用高速攝影技術(shù)、沖蝕磨損實驗、CFD-DEM耦合計算方法對彎管內(nèi)的固液混合物流動及沖蝕磨損機理展開研究。以下為主要研究內(nèi)容:(1)總結(jié)了固液兩相流動機理及其對過流面的沖蝕磨損研究現(xiàn)狀;介紹了旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)部流動簡化研究的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和葉片型線是影響葉輪內(nèi)部流動的兩大關(guān)鍵因素;介紹了離散元方法基礎(chǔ)理論及其發(fā)展應(yīng)用。(2)設(shè)計搭建了變曲率彎管高速攝影實驗臺,并開展了彎管內(nèi)部大顆粒運動可視化實驗;采用Matlab軟件對圖像進行數(shù)據(jù)提取,研究顆粒密度、壁面材料、入射位置、流體速度等因素對顆粒運動軌跡及運動速度的影響。(3)設(shè)計搭建了沖蝕磨損實驗臺,并開展了彎管壁面磨損實驗;分析了壁面的磨損量隨混合物質(zhì)量濃度增加的變化;分析了磨損片表面磨損形貌及成因。(4)介紹了CFD-DEM耦合方法模型中連續(xù)相控制方程,離散相顆粒運動控制方程;分析了數(shù)值模擬結(jié)果,補充說明了混合物中顆粒在彎管內(nèi)速度變化,彎管內(nèi)流體流動對顆粒運動的影響。
【圖文】：

常見的葉片包角為 120°，而普通彎管的角度一般為 90 或 180°，綜合考慮選取包角為 120°。將葉片型線作為管道內(nèi)壁面型線，選取合適寬度后等距離外擴，得到外壁型線。葉片型線如圖 2.1 所示，AB 為第一段圓弧，圓心 O1，BC 為第二段圓弧，圓心 O2。β1和 β2是 A 點和 C 點的葉片安裝角，對應(yīng)進口半徑 r1和出口半徑 r3，B 為兩段圓弧的交接點，對應(yīng)半徑 r2

圖 2.1 雙圓弧型線圖 2.2(a)是變曲率彎管模型示意圖，彎管曲率半徑較小的內(nèi)側(cè)管壁型線為葉片型截面為矩形，內(nèi)部尺寸為：高 25 mm，寬 35 mm�？紤]實際連接問題，，兩端各增的延長段用于粘接套筒。圖 2.2(b)是彎管實物圖，彎管由上下左右四塊有機玻璃粘實驗前彎管的左右壁面都貼襯金屬片。研究中共用到兩個彎管，分別貼襯鋁片和。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2628646