【摘要】： 本文的研究工作在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“葉輪機(jī)械內(nèi)伴有鹽析的液固兩相流動(dòng)的研究”(No．50476068)的資助下完成。 旋流泵廣泛應(yīng)用于污水渣物處理、固體物水力輸送中，目前對(duì)其內(nèi)部真實(shí)流動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚不夠充分。為探明旋流泵內(nèi)部液固兩相流動(dòng)的規(guī)律，，也為葉輪機(jī)械內(nèi)伴有鹽析的液固兩相流動(dòng)理論的研究打下基礎(chǔ)，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)旋流式模型泵一臺(tái)，對(duì)其內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)行的主要工作及取得的成果如下： 1．簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外旋流泵及液固兩相流的研究現(xiàn)狀，闡述了旋流泵的水力設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并在此基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)了滿足測(cè)量要求的旋流式模型泵； 2．運(yùn)用Pro／E軟件對(duì)設(shè)計(jì)的模型泵進(jìn)行三維造型；并對(duì)泵內(nèi)部流道區(qū)域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，為提高網(wǎng)格質(zhì)量及加快求解速度采用了局部加密技術(shù)； 3．采用Euler多相流模型及修正的κ—ε湍流模型對(duì)旋流泵在最優(yōu)工況下的內(nèi)部液固兩相湍流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬；為能與實(shí)測(cè)結(jié)果相比較，通過(guò)劃分軸截面及軸面的方法，對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行精確定位與結(jié)果顯示，得出“在整個(gè)流道內(nèi)，顆粒濃度最低區(qū)是在葉輪進(jìn)口處葉片背面靠近葉輪后蓋板處”等結(jié)論； 4．介紹了相位多普勒粒子測(cè)量技術(shù)(PDPA)在兩相流測(cè)量及旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)流測(cè)試的方法； 5．設(shè)計(jì)制造了實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)，利用丹麥Dantec公司生產(chǎn)的三維相位多普勒粒子測(cè)速儀對(duì)模型泵在最優(yōu)工況下的內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。 6．將實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并扼要分析了液固兩相在泵內(nèi)部的周向速度(絕對(duì)速度在圓周方向的分量)、軸向速度、徑向速度及相對(duì)應(yīng)的脈動(dòng)速度分布規(guī)律，提出“液固兩相在葉輪與無(wú)葉腔中的周向速度分布差異較大”等觀點(diǎn)。
【圖文】：

旋流泵內(nèi)部流動(dòng)區(qū)域包括無(wú)葉腔流動(dòng)區(qū)域和葉輪流動(dòng)區(qū)域，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，作為一個(gè)整體，要生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格則存在一定的難度，因而在這里適用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格來(lái)進(jìn)行劃分，其網(wǎng)格劃分結(jié)果可見(jiàn)圖3.2.1所示。圖3.2.1網(wǎng)格劃分結(jié)果3.3旋流泵內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)計(jì)算模型3.3.1計(jì)算模型選擇目前對(duì)液固兩相流的數(shù)值模擬不外乎兩類方法，即Euler方法和ugrange方法。第一類方法把固相作為擬流體，認(rèn)為固相與流體是共同存在且相互滲透的連續(xù)介質(zhì)，兩相同在Eule:坐標(biāo)系下處理，即連續(xù)流體模型。這類模型經(jīng)歷了無(wú)滑移模型、小滑移雙流體模型、有滑移一擴(kuò)散的雙流體模型各階段，以及近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的以顆粒碰撞理論為基礎(chǔ)的顆粒動(dòng)力學(xué)雙流體模型。根據(jù)推導(dǎo)建立雙流體模型所采用的方法，可分為連續(xù)介質(zhì)模型、顆粒群模型、以顆粒碰撞理論為基礎(chǔ)的動(dòng)理學(xué)模型等。對(duì)密相液固兩相流，這類模型能通過(guò)固體薪度和固體壓力來(lái)表示固相間相互作用。第二類方法把流體當(dāng)作連續(xù)介質(zhì)

流泵內(nèi)部液固兩相流場(chǎng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的泵特性運(yùn)行參數(shù)作為計(jì)算條件，主要參數(shù)如下:流量:Q二9.6m3小，揚(yáng)程:H=17.2m，轉(zhuǎn)速:n=2956r/min，比轉(zhuǎn)速:n，=66的氯化鈉溶液為介質(zhì)，其中氯化鈉固相顆粒體積濃邊界條件
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH31

【引證文獻(xiàn)】

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1 王紅利;固液兩相流旋流泵的數(shù)值模擬與性能預(yù)測(cè)[D];昆明理工大學(xué);2009年

2 楊波;沖擊式食物破碎機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：2669546