航道疏浚、內(nèi)湖清淤、填海造地等作業(yè)中,核心設(shè)備泥泵的過流部件（葉輪、泵殼、前后襯板）往往由于汽蝕與磨損問題導(dǎo)致其失效,其中泥泵過流部件前襯板磨損與汽蝕損壞最為嚴(yán)重,嚴(yán)重制約著生產(chǎn)效率。為延長泥泵前襯板使用壽命,本文通過數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究泥泵前襯板部位的磨損行為及磨損率分布情況。并結(jié)合實(shí)際工況設(shè)計(jì)磨損汽蝕試驗(yàn)臺對不同耐磨材料進(jìn)行試驗(yàn),優(yōu)選襯板用抗磨蝕材料,以期提高疏浚效率與降低運(yùn)行成本,研究具有重要的理論與實(shí)踐意義。本文通過DPM erosion模型分析了不同粒徑顆粒在前襯板部位的固相濃度分布、壓力場分布、顆粒運(yùn)動軌跡及磨損率分布等,研究表明,蝸殼隔舌處下方的前襯板磨損最為嚴(yán)重,主要原因是泥泵旋轉(zhuǎn)液流及蝸殼隔舌處的渦流攜帶小直徑顆粒的快速沖刷。由于加工制作以及磨損引起的襯板表面并不平整,通過加設(shè)半球狀體凹坑來模擬襯板實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),研究發(fā)現(xiàn),在前襯板外圈肩胛環(huán)處,汽蝕嚴(yán)重,該處流體速度最大,磨損失效應(yīng)是汽蝕與磨損的耦合作用。前襯板部位的失效受到泥沙水汽蝕與磨損的共同作用,同時(shí)蝸殼隔舌處渦流對液流的運(yùn)動影響比較嚴(yán)重,進(jìn)一步加劇了前襯板過流面的磨蝕。為進(jìn)一步研究襯板處顆粒磨損機(jī)理... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１襯板磨蝕表面形貌??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｌｉｎｅｒ?ａｂｒａｓｉｏｎ??

顆粒在襯板壁面的運(yùn)動形式，研宄泥栗襯板壁面間的相互作用進(jìn)行分析，顆粒在襯板壁面碰揸過粒的動能降低，速度下降，在工程中，通常通過來體現(xiàn)顆粒碰撞前后顆粒的動量變化。其中彈性量表示，其分別表示碰撞前后法線方向與切線方如下：??＝Ｕｐｉ??ｅ，?＝?＾ｌＶＰｉ??ｅｔ為顆粒在壁面法向方向的碰撞恢復(fù)系數(shù)；ｕｐｌ代方向的投影，ｕｐ２為顆粒碰撞后速度沿壁面法向方面前后其切向速度的投影。??Ｕ

?易發(fā)生■穿孔??泥栗內(nèi)殼＼｜＾＿雌綱魷姓離與磨損??圖２－２泥泵襯板部位磨蝕示意圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｂｒａｓｉｏｎ?ｏｆ?ｍｕｄ?ｐｕｍｐ?ｌｉｎｅｒ．??內(nèi)圈前襯板與外圈前襯板連接處，存在２ｍｍ的裝配間隙，此裝配間隙處由??于存在環(huán)狀間隙，水力狀況不佳，渦流磨損與汽蝕較為嚴(yán)重。此外，顆粒在泥??泵內(nèi)部運(yùn)動時(shí)，由于在蝸殼隔舌處存在渦流，導(dǎo)致流經(jīng)此處的液流回流，其攜??帶顆粒一部分向外部遷移排除泥泵出口，造成泥泵出口部位圓周壁面的磨蝕；??另一部分容易受蝸殼隔舌阻礙作用向內(nèi)部遷移，進(jìn)入葉輪與襯板間隙部位，遷??移至內(nèi)部的顆粒隨葉輪在間隙處轉(zhuǎn)動，造成前襯板過流面磨損，同時(shí)受到蝸殼??隔舌阻礙作用進(jìn)入襯板間隙的液流速度增大，進(jìn)一步增大間隙內(nèi)部的水流速度，??加劇了過流壁面的磨蝕。??ｍｍ??＃??圖２－３隔

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]沙粒體積分?jǐn)?shù)對離心泵磨損特性影響的數(shù)值分析[J]. 趙偉國,鄭英杰,劉宜,韓向東.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]渣漿泵進(jìn)口流動狀態(tài)對葉輪磨損的影響[J]. 王志國.  機(jī)電設(shè)備. 2017(06)
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[5]大型離心式泥泵葉輪磨損特性研究[J]. 王志國.  天津航海. 2017(02)
[6]含沙水流對離心泵葉片局部磨損破壞的數(shù)值分析[J]. 趙萬勇,顏韶華,葛靖國,魏樂敏.  甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
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[9]基于顆粒軌道模型的離心泵葉輪泥沙磨損數(shù)值預(yù)測[J]. 黃先北,楊碩,劉竹青,楊魏,黎耀軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(08)
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博士論文
[1]渣漿泵固液兩相三維湍流及沖蝕磨損特性研究[D]. 吳波.中南大學(xué) 2010

碩士論文
[1]渣漿泵關(guān)鍵過流部件的研制[D]. 鄭立勇.河北科技大學(xué) 2017
[2]旋流器壁面磨損行為及襯里耐磨材料試驗(yàn)研究[D]. 張瑞.山東科技大學(xué) 2017
[3]渣漿泵葉輪內(nèi)兩相湍流數(shù)值模擬及磨損特性分析[D]. 張恒.昆明理工大學(xué) 2013
[4]離心泵內(nèi)泥沙磨損機(jī)理的數(shù)值研究[D]. 范賢旗.西安理工大學(xué) 2010
[5]三門峽水電廠水輪機(jī)泥沙磨蝕及其防護(hù)的研究[D]. 石永偉.河海大學(xué) 2006
[6]疏浚泥泵葉輪參數(shù)化設(shè)計(jì)及泥泵性能預(yù)測[D]. 楊年浩.河海大學(xué) 2006



本文編號：3617029