【摘要】：離心式渣漿泵廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、電力、環(huán)保等涉及固液兩相介質(zhì)輸送的行業(yè)和領(lǐng)域,介質(zhì)中的硬質(zhì)固體顆粒對泵的過流部件產(chǎn)生強烈的磨蝕,導(dǎo)致渣漿泵存在效率低、過流部件壽命短等突出問題。本文以LC100/350型的渣漿泵為對象,以石灰石漿液為介質(zhì),采用對數(shù)螺旋線進(jìn)行葉片型線的控制,由離散相模型(DPM)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析渣漿泵葉輪葉片型線、固相參數(shù)與其內(nèi)流動特性和磨損特性之間的復(fù)雜關(guān)系。對90°、100°、110°、120°四種包角的對數(shù)螺旋線葉片型線及不同顆粒速度、粒徑、濃度下的泵內(nèi)流動及外特性進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明:1、采用變角螺線法設(shè)計的圓柱形葉片整體上有利于降低泵的軸功率,提升水力效率,但將導(dǎo)致?lián)P程的小幅降低�？傮w上,葉輪的磨損強度隨著葉片包角的增大而增大,水力效率隨著包角的增大而提升,兩者的影響存在一定的制約。四種葉型中,安放角呈線性變化的100°包角的葉型葉輪的磨損強度最小。2、葉輪磨損強度主要分布在后蓋板,因此后蓋板壁面的平均磨損強度可以用來表征葉輪磨損特性。由于渣漿泵葉輪各個流道具有軸對稱性,因此葉輪后蓋板的磨損區(qū)域的大小及強度在各流道內(nèi)分布具有相似性。磨損強度與固相濃度的大小呈正相關(guān)關(guān)系,某一位置的固相濃度越高,則該位置的磨損強度也越大。4種葉型的葉輪流道內(nèi)的葉輪中間平面和軸面湍流強度分布相似并且規(guī)律基本一致:湍流強度較大的區(qū)域主要集中在漩渦和脫流發(fā)生的位置,即流道中靠近葉片背面的一側(cè);隨著葉片包角的增大,葉輪內(nèi)的湍流強度逐漸降低,效率逐漸增大。3、固相參數(shù)對泵性能的影響方面。進(jìn)口顆粒速度的影響:隨著流量的增大,磨損強度先增大后減小,在額定工況點磨損強度最大,該點的的效率也最高;小流量工況下葉片包角對葉輪磨損特性影響不大,大流量工況下該影響要顯著得多。進(jìn)口顆粒粒徑的影響:隨著顆粒粒徑的增大,葉輪平均磨損強度逐漸增大;不同顆粒粒徑條件下,磨損特性隨包角的變化曲線趨勢是完全一致的。固相濃度的影響:隨著固相濃度的增大,葉輪平均磨損強度逐漸增大;不同固相濃度條件下,磨損特性隨包角的變化曲線趨勢是完全一致的。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH38
【圖文】：

理成直觀地顯示渣漿泵內(nèi)流動特性圖片、視頻等[ 6 6 ]。CFD 是由流體力學(xué)發(fā)展而來，通過對 Navier-Stokes 方程離散化迭代求解的數(shù)值計算方法。可以對各種流動條件下流體的運動規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析[ 6 7 ]。CFD 方法、試驗方法和理論分析方法是分析研究流體運動的三大手段。通過這些方法解決了一個個流動問題。而單從數(shù)值計算的角度來看，節(jié)約成本方便快捷結(jié)果處理簡單是其優(yōu)勢。所以本文選擇 Fluent 16.0 對渣漿泵進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而分析渣漿泵的水力性能和磨損特性。2.1 研究對象渣漿泵由于在輸送含有懸浮顆粒或者密度相對比較高的兩相流體中的優(yōu)良性能，，故而在開采礦物、化學(xué)工程工藝、金屬材料制備、煤炭發(fā)電、土木建筑、環(huán)境保護(hù)等涉及到固液兩相介質(zhì)輸送的各行各業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。為便于和實際磨損情況作對比研究，以襄樊五二五泵業(yè)的 LC100/350 型的渣漿泵為研究對象，其葉輪尺寸如圖 2.1 所示，該渣漿泵的三維過流計算區(qū)域如圖 2.2 所示。設(shè)計參數(shù)見表 2.1。

圖 2.2 渣漿泵三維模型模型由 ProE 5.0 三維建模軟件建立，、蝸殼和出口延伸段組成。由于型線的輪主要幾何參數(shù)見表 2.2。表 2.2 葉輪主要幾何參數(shù)參數(shù) 取值葉片包角 φ/(°)葉輪進(jìn)口直徑D1/mm95°120葉輪出口直徑D2/mm350片進(jìn)口安放角β1/(°)片出口安放角β2/(°)葉片數(shù)Z葉片出口寬度b2/mm3527538

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本文編號：2712531