【摘要】： 離心式渣漿泵廣泛應(yīng)用于水利、冶金、化工、電力等行業(yè),用于輸送水與固體顆�；旌闲纬傻囊环N密度更高的兩相流體。從渣漿泵使用中所普遍暴露的效率低、壽命短的主要問(wèn)題來(lái)看,了解泵內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)規(guī)律顯得尤為重要。泵內(nèi)流場(chǎng)研究最直接、最可靠的方法是實(shí)驗(yàn),但是面臨著實(shí)驗(yàn)設(shè)備的投資大、實(shí)驗(yàn)的周期性長(zhǎng)等一系列問(wèn)題。目前CFD模擬已經(jīng)達(dá)到一定的水平,并且成本低、可準(zhǔn)確直觀的反映出泵內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容和所做的主要工作如下: 1、根據(jù)渣漿泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及內(nèi)部流場(chǎng)特征,忽略輪轂與后護(hù)板間的間隙流動(dòng),對(duì)渣漿泵內(nèi)部流動(dòng)區(qū)域進(jìn)行了簡(jiǎn)化,并將其劃分為進(jìn)口區(qū)、轉(zhuǎn)輪區(qū)、蝸殼區(qū)三個(gè)區(qū)域。 2、對(duì)渣漿泵進(jìn)行精確的三維實(shí)體造型與網(wǎng)格劃分,這為提高過(guò)流部件內(nèi)部流動(dòng)CFD數(shù)值模擬精度奠定了可靠的基礎(chǔ)。 3、采用k-ε模型來(lái)封閉求解N-S方程。對(duì)封閉的方程組進(jìn)行數(shù)值求解,采用有限體積法進(jìn)行離散,壓力修正使用SIMPLE算法,利用FLUENT軟件對(duì)渣漿泵進(jìn)行了定常與非定常情況下的數(shù)值模擬,結(jié)果如下: 1)對(duì)渣漿泵在清水介質(zhì)下進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬,分析了流量變化對(duì)渣漿泵內(nèi)外特性的影響; 2)運(yùn)用合并網(wǎng)格與滑移網(wǎng)格技術(shù),對(duì)渣漿泵在清水介質(zhì)下進(jìn)行三維非定常數(shù)值模擬,分析了非定常情況下隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),瞬時(shí)出口壓力與瞬時(shí)揚(yáng)程的變化規(guī)律; 3)在定常情況下分析了不同固體顆粒直徑及濃度對(duì)葉輪和蝸殼的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)的影響,固體顆粒對(duì)渣漿泵效率與揚(yáng)程的影響,固體顆粒對(duì)渣漿泵磨損的影響; 4)計(jì)算了渣漿泵背葉片所平衡的軸向力,模擬了背葉片對(duì)內(nèi)外特性的影響,用模擬的方法驗(yàn)證了背葉片在密封方面所起的作用。 由于時(shí)間有限及本人的經(jīng)驗(yàn)不足,本課題有很多細(xì)節(jié)沒(méi)有到位,有待繼續(xù)研究和探討。
【圖文】：

I，著凡包括固粒所受的粘‘性阻力、壓力梯度力、附加力、satfman力等各種力。NT簡(jiǎn)介T是用于計(jì)算流體流動(dòng)和傳熱問(wèn)題的程序。該軟件設(shè)計(jì)基用戶需求角度出發(fā)，，針對(duì)各種復(fù)雜流動(dòng)的物理現(xiàn)象，F(xiàn)散格式和數(shù)值方法，以期在特定的領(lǐng)域內(nèi)使計(jì)算速度、最佳組合，從而高效率地解決各個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜流動(dòng)計(jì)算比較流行的商用CFD軟件包，其全面的功能、廣闊的適用CFD軟件之一。使用GAMBrr作為其前處理軟件，可三維幾何模型和多種CAE軟件的網(wǎng)格模型。對(duì)三維模型、金字塔形、四面體網(wǎng)格(圖2.3)來(lái)解決具有復(fù)雜外根據(jù)具體情況對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行局部修改。

渣漿泵內(nèi)部流場(chǎng)的定常與非定常數(shù)值模擬7.用同樣的命令做出8個(gè)后背葉片。葉輪三維實(shí)體模型如圖3.1所示，圖3.2是葉輪實(shí)體模型透視圖，從中可以看出葉片及背葉片形狀。圖3.1葉輪三維實(shí)體模型圖3.2葉輪實(shí)體模型透視圖2)蝸殼實(shí)體模型的建立1.按照蝸殼的水力圖，利用做曲線的命令分別做出蝸殼八個(gè)截面的形狀。2.利用變截面掃描方法直接生成蝸殼的第一至第八截面部分。3.利用邊界混合命令生成擴(kuò)散段部分。4.利用倒角命令生成隔舌。然后用旋轉(zhuǎn)命令生成前后泵蓋。為了避免泵進(jìn)口的流動(dòng)受到葉輪的影響，加入一個(gè)進(jìn)口延伸段，直接用拉伸命令生成。由于在后續(xù)的網(wǎng)格劃分和計(jì)算中需要將葉片流道、進(jìn)口延伸段以及蝸殼分開(kāi)處理，所以最后生成進(jìn)口延伸段與葉輪區(qū)域以及葉輪區(qū)域與蝸殼區(qū)域的禍合面。生成的渣漿泵三維實(shí)體模型如圖3.3所示，圖3.4是泵的透視圖。圖3.3渣槳泵三維實(shí)體模型圖14渣槳泵實(shí)體模型透視圖3.2網(wǎng)格的劃分計(jì)算網(wǎng)格生成是數(shù)值模擬的重要組成部分
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH311

【引證文獻(xiàn)】

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1 嚴(yán)敬;王桃;曾朝強(qiáng);闞能琪;;渣漿泵蝸殼斷面的數(shù)值積分求解[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

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1 吳波;渣漿泵固液兩相三維湍流及沖蝕磨損特性研究[D];中南大學(xué);2010年

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1 智冬;連續(xù)注排式離心密封性能研究[D];北京化工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2690625