【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(duì)泵的過(guò)流部件產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨蝕,導(dǎo)致渣漿泵存在效率低、過(guò)流部件壽命短等突出問(wèn)題。本文以LC100/350型的渣漿泵為對(duì)象,以石灰石漿液為介質(zhì),采用對(duì)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(dòng)特性和磨損特性之間的復(fù)雜關(guān)系。對(duì)90°、100°、110°、120°四種包角的對(duì)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(dòng)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(jì)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(qiáng)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(qiáng)度最小。2、葉輪磨損強(qiáng)度主要分布在后蓋板,因此后蓋板壁面的平均磨損強(qiáng)度可以用來(lái)表征葉輪磨損特性。由于渣漿泵葉輪各個(gè)流道具有軸對(duì)稱(chēng)性,因此葉輪后蓋板的磨損區(qū)域的大小及強(qiáng)度在各流道內(nèi)分布具有相似性。磨損強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度分布相似并且規(guī)律基本一致:湍流強(qiáng)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(qiáng)度逐漸降低,效率逐漸增大。3、固相參數(shù)對(duì)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(qiáng)度先增大后減小,在額定工況點(diǎn)磨損強(qiáng)度最大,該點(diǎn)的的效率也最高;小流量工況下葉片包角對(duì)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(qiáng)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(shì)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(qiáng)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(shì)是完全一致的。
【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】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH38
【圖文】：

理成直觀地顯示渣漿泵內(nèi)流動(dòng)特性圖片、視頻等[ 6 6 ]。CFD 是由流體力學(xué)發(fā)展而來(lái)，通過(guò)對(duì) Navier-Stokes 方程離散化迭代求解的數(shù)值計(jì)算方法�？梢詫�(duì)各種流動(dòng)條件下流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析[ 6 7 ]。CFD 方法、試驗(yàn)方法和理論分析方法是分析研究流體運(yùn)動(dòng)的三大手段。通過(guò)這些方法解決了一個(gè)個(gè)流動(dòng)問(wèn)題。而單從數(shù)值計(jì)算的角度來(lái)看，節(jié)約成本方便快捷結(jié)果處理簡(jiǎn)單是其優(yōu)勢(shì)。所以本文選擇 Fluent 16.0 對(duì)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(duì)象渣漿泵由于在輸送含有懸浮顆�；蛘呙芏认鄬�(duì)比較高的兩相流體中的優(yōu)良性能，，故而在開(kāi)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(shí)際磨損情況作對(duì)比研究，以襄樊五二五泵業(yè)的 LC100/350 型的渣漿泵為研究對(duì)象，其葉輪尺寸如圖 2.1 所示，該渣漿泵的三維過(guò)流計(jì)算區(qū)域如圖 2.2 所示。設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)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(jiàn)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(hào)：2712531