固液兩相流泵在泵類中占有很大的比例,是輸送固液混合物的關(guān)鍵設(shè)備,在城市供水、污水處理、農(nóng)業(yè)灌溉、石油化工、冶金、大洋采礦、火力發(fā)電、城市基建等行業(yè)都有廣泛的應用。但是,由于輸送液體中含有大量的固體顆粒,輸送過程中顆粒會與固液兩相流泵流道產(chǎn)生一定程度的撞擊和摩擦,對過流部件造成傷害,影響兩相流泵運行的穩(wěn)定性和可靠性。國內(nèi)外學者對此進行了大量的研究,并取得很多有價值的結(jié)果。但是由于輸送顆粒參數(shù)的多樣性以及固液兩相流泵結(jié)構(gòu)復雜等因素的存在,導致了對固液兩相流泵的內(nèi)部流動機理認識不足,所以提出的設(shè)計方案大多基于經(jīng)驗性的,還存在眾多缺陷,設(shè)計出來的兩相流泵不能很好的滿足要求。因此對固液兩相流泵的內(nèi)部流動機理及其磨損機理進行研究,對于指導固液兩相流泵的設(shè)計具有重要意義。為了分析在輸送大顆粒時,離心泵內(nèi)部的流動特性與過流部件的磨損情況,在額定工況下控制顆粒的質(zhì)量濃度,對離心泵進行數(shù)值模擬,并完成相應的實驗以驗證模擬的可靠性。本文采用EDEM與FLUENT耦合的方式研究離心泵內(nèi)部固液兩相流動,基于RNG k-ε湍流模型對流場進行數(shù)值計算,分析離心泵內(nèi)部兩相流場的流動特性以及各過流部件的磨損情況。以下為... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 兩相流理論研究
        1.2.2 泵輸送固液兩相流的流動特性研究
        1.2.3 泵輸送固液兩相流的磨損特性研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 離心泵輸送固液兩相流的實驗研究
    2.1 實驗臺的搭建
    2.2 實驗設(shè)備的選取
    2.3 離心泵實驗
        2.3.1 清水工況性能實驗
        2.3.2 固液兩相工況性能和磨損實驗
    2.4 本章小結(jié)
第三章 離心泵數(shù)值模擬及內(nèi)部流動分析
    3.1 清水工況下的性能模擬與分析
        3.1.1 基本控制方程
        3.1.2 計算模型與網(wǎng)格
        3.1.3 數(shù)值模擬方法驗證
    3.2 固液兩相流流動及計算模型的選擇
        3.2.1 固液兩相流控制方程
        3.2.2 顆粒受力及運動方程
        3.2.3 顆粒-壁面碰撞反彈模型
    3.3 顆粒質(zhì)量濃度對離心泵內(nèi)流場的影響
        3.3.1 顆粒質(zhì)量濃度對葉輪S3 截面流量和壓力的分析
        3.3.2 顆粒質(zhì)量濃度對內(nèi)流場的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 離心泵固液兩相流磨損特性分析
    4.1 FLUENT-EDEM耦合過程
        4.1.1 顆粒運動方程
        4.1.2 顆粒接觸模型
        4.1.3 顆粒接觸檢索過程
    4.2 FLUENT-EDEM耦合
        4.2.1 FLUENT參數(shù)的設(shè)置
        4.2.2 EDEM參數(shù)的設(shè)置
    4.3 顆粒運動特性與固液兩相磨損特性分析
        4.3.1 顆粒相的運動特性分析
        4.3.2 固液兩相磨損特性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[10]運用CFD-DEM耦合模擬計算離心泵內(nèi)非穩(wěn)態(tài)固液兩相流動[J]. 黃思,楊富翔,宿向輝.  科技導報. 2014(27)

博士論文
[1]離心泵內(nèi)部固液兩相流動數(shù)值模擬與磨損特性研究[D]. 李昳.浙江理工大學 2014

碩士論文
[1]基于顆粒受力分析的離心泵內(nèi)固液兩相流動數(shù)值模擬[D]. 董文龍.浙江理工大學 2015
[2]高速液氧泵流態(tài)與脈動特性的數(shù)值模擬研究[D]. 趙俊龍.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]固液兩相流離心泵內(nèi)部流動特征的數(shù)值計算[D]. 唐華.浙江理工大學 2014



本文編號：3694564