【摘要】：泵是流體輸送的動(dòng)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(guò)流部件磨損嚴(yán)重、效率低的問(wèn)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(duì)其進(jìn)行研究較為困難。為更好揭示大顆粒固液混合物輸時(shí)泵流道內(nèi)混合物的流動(dòng)和沖蝕磨損機(jī)理,本文采用簡(jiǎn)化模型的方法,將葉輪葉片型線作為管道型線,設(shè)計(jì)變曲率流道。以變曲率彎管為研究對(duì)象,借鑒管道分析方法,采用高速攝影技術(shù)、沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)、CFD-DEM耦合計(jì)算方法對(duì)彎管內(nèi)的固液混合物流動(dòng)及沖蝕磨損機(jī)理展開研究。以下為主要研究?jī)?nèi)容:(1)總結(jié)了固液兩相流動(dòng)機(jī)理及其對(duì)過(guò)流面的沖蝕磨損研究現(xiàn)狀;介紹了旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)簡(jiǎn)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(dòng)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(jì)搭建了變曲率彎管高速攝影實(shí)驗(yàn)臺(tái),并開展了彎管內(nèi)部大顆粒運(yùn)動(dòng)可視化實(shí)驗(yàn);采用Matlab軟件對(duì)圖像進(jìn)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(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡及運(yùn)動(dòng)速度的影響。(3)設(shè)計(jì)搭建了沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)臺(tái),并開展了彎管壁面磨損實(shí)驗(yàn);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(yùn)動(dòng)控制方程;分析了數(shù)值模擬結(jié)果,補(bǔ)充說(shuō)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(dòng)對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響。
【圖文】：

常見(jiàn)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(kuò)，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(diǎn)和 C 點(diǎn)的葉片安裝角，對(duì)應(yīng)進(jìn)口半徑 r1和出口半徑 r3，B 為兩段圓弧的交接點(diǎn)，對(duì)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(shí)際連接問(wèn)題，，兩端各增的延長(zhǎng)段用于粘接套筒。圖 2.2(b)是彎管實(shí)物圖，彎管由上下左右四塊有機(jī)玻璃粘實(shí)驗(yàn)前彎管的左右壁面都貼襯金屬片。研究中共用到兩個(gè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2628646