本文關(guān)鍵詞：單級(jí)雙吸式離心泵在輸送含沙水流下的流動(dòng)與磨損特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單級(jí)雙吸式離心泵流量較大且便于維修,其葉輪的對(duì)稱結(jié)構(gòu)幾乎不產(chǎn)生軸向力,因此被廣泛應(yīng)用于“引黃灌溉”和“南水北調(diào)”等重大項(xiàng)目。為便于和實(shí)際磨損情況作對(duì)比研究,本文以一臺(tái)80SH-9.3的單級(jí)雙吸式離心泵為模型,分析研究了模型泵在含沙水流下的流動(dòng)與磨損特性。 基于計(jì)算流體力學(xué)中的歐拉-歐拉模型和歐拉-拉格朗日模型,結(jié)合三種理論磨損模型(顆粒摩擦和碰撞模型、Finnie沖蝕磨損模型、離散相沖擊磨損模型),對(duì)單級(jí)雙吸式離心泵內(nèi)定常流動(dòng)的固液兩相流進(jìn)行三維數(shù)值計(jì)算。由于輸送介質(zhì)的速度對(duì)泵內(nèi)磨損影響較大,而吸入室內(nèi)含沙水流速度相對(duì)較低,所以本研究重點(diǎn)分析了含沙水流下單級(jí)雙吸式離心泵葉輪及壓水室內(nèi)部流動(dòng)與磨損特性。主要研究了模型泵采用混合相模型和離散相模型時(shí)：外特性以及葉輪和壓水室內(nèi)部的流場與磨損特性在不同流量(0.8qv、1.2qv)、固相濃度(2%、5%、10%)及粒徑(0.019mm、0.036mm、0.076mm)時(shí)的變化規(guī)律,結(jié)合理論公式對(duì)含沙水流對(duì)模型泵的磨損做了定量化分析研究。得出如下結(jié)論： 1、混合相模型不能直接預(yù)測出磨損強(qiáng)度分布規(guī)律,但計(jì)算時(shí)間短且數(shù)據(jù)易收斂；而離散相模型可以直接定量化預(yù)測磨損強(qiáng)度分布規(guī)律,但計(jì)算周期較長且數(shù)據(jù)不易收斂；外特性預(yù)測方面：采用混合相模型計(jì)算的數(shù)據(jù)與清水外特性十分接近,且隨著流量、固相濃度和粒徑的變化幅度很小,與實(shí)際情況不符,而采用離散相模型計(jì)算的外特性數(shù)據(jù)更具參考性； 2、采用混合相模型計(jì)算時(shí),葉片摩擦磨損強(qiáng)度從進(jìn)口至出口呈現(xiàn)先增大后減小,又逐漸增大的趨勢；葉片碰撞磨損強(qiáng)度從進(jìn)口沿著葉片不斷增大；在葉片入口和出口處工作面摩擦磨損強(qiáng)度大于背面,其余位置背面摩擦磨損強(qiáng)度大于工作面；整個(gè)葉片上摩擦磨損強(qiáng)度遠(yuǎn)大于碰撞磨損強(qiáng)度；壓水室隔舌附近摩擦磨損強(qiáng)度和碰撞磨損強(qiáng)度最大。流量增大時(shí)：葉片摩擦磨損強(qiáng)度逐漸增加,而碰撞磨損強(qiáng)度則在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)最小；壓水室碰撞磨損強(qiáng)度在不同流量下相等,而摩擦磨損強(qiáng)度則在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)最小；固相濃度和粒徑增大時(shí),葉片和壓水室的摩擦磨損強(qiáng)度和碰撞磨損強(qiáng)度逐漸增加； 3、采用離散相模型計(jì)算時(shí),葉片進(jìn)口及出口磨損強(qiáng)度最高,工作面的磨損強(qiáng)度整體高于背面；輪轂面的磨損區(qū)域及強(qiáng)度在各流道內(nèi)分布基本一致,主要集中在葉輪進(jìn)口及靠近葉片背面一側(cè)；從隔舌沿著壓水室外壁面至泵出口均有不同程度的磨損,而隔舌處的磨損強(qiáng)度最高。相應(yīng)位置處的磨損強(qiáng)度隨著流量增大逐漸減弱,而隨著固相濃度和粒徑增大時(shí)逐漸增強(qiáng)； 4、采用混合相模型,結(jié)合基于顆粒摩擦和碰撞磨損模型,更能說明模型泵在含沙水流下的流動(dòng)與磨損特性,定量預(yù)測出摩擦摩擦強(qiáng)度和碰撞磨損強(qiáng)度沿著葉片和壓水室壁面的變化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 數(shù)值模擬 固液兩相流 磨損預(yù)測 磨損模型 摩擦 碰撞
【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】：2014
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 固液兩相流離心泵內(nèi)流動(dòng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 固液兩相流機(jī)理研究11-12
• 1.2.2 固液兩相流數(shù)值計(jì)算模型研究12-13
• 1.3 固液兩相流離心泵內(nèi)磨損研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 磨損機(jī)理研究13-14
• 1.3.2 磨損試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究14-15
• 1.4 研究的主要內(nèi)容15
• 1.5 創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 第2章 離心泵固液兩相流動(dòng)理論及數(shù)值計(jì)算方法17-30
• 2.1 計(jì)算模型的選擇及建立17-18
• 2.2 網(wǎng)格劃分18-19
• 2.3 RNGk-ε湍流模型19-20
• 2.4 固液兩相流混合相模型20-21
• 2.5 固液兩相流離散相模型21-22
• 2.6 磨損理論及模型22-25
• 2.6.1 顆粒摩擦和碰撞模型22-24
• 2.6.2 Finnie沖蝕磨損模型24-25
• 2.6.3 離散相沖擊磨損模型25
• 2.7 求解控制及邊界條件25-26
• 2.8 收斂精度的選擇26
• 2.9 揚(yáng)程和效率的預(yù)測方法26-27
• 2.10 數(shù)值計(jì)算模型適用性驗(yàn)證27-28
• 2.11 本章小結(jié)28-30
• 第3章 不同流量含沙水時(shí)泵內(nèi)流動(dòng)與磨損特性分析30-48
• 3.1 混合相模型時(shí)外特性分析30-31
• 3.2 混合相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析31-40
• 3.2.1 葉輪流場與磨損特性31-35
• 3.2.2 壓水室流場與磨損特性35-40
• 3.3 離散相模型下外特性分析40-41
• 3.4 離散相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析41-46
• 3.4.1 葉輪流場與磨損特性41-44
• 3.4.2 壓水室流場與磨損特性44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 固相濃度對(duì)泵內(nèi)流動(dòng)與磨損特性影響分析48-64
• 4.1 混合相模型時(shí)外特性分析48
• 4.2 混合相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析48-58
• 4.2.1 葉輪流場與磨損特性48-53
• 4.2.2 壓水室流場與磨損特性53-58
• 4.3 離散相模型時(shí)外特性分析58-59
• 4.4 離散相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析59-63
• 4.4.1 葉輪流場與磨損特性59-61
• 4.4.2 壓水室流場與磨損特性61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 固相粒徑對(duì)泵內(nèi)流動(dòng)與磨損特性影響分析64-82
• 5.1 混合相模型時(shí)外特性分析64
• 5.2 混合相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析64-75
• 5.2.1 葉輪流場與磨損特性64-69
• 5.2.2 壓水室流場與磨損特性69-75
• 5.3 離散相模型時(shí)外特性分析75
• 5.4 離散相模型時(shí)泵內(nèi)流場與磨損特性分析75-80
• 5.4.1 葉輪流場與磨損特性75-79
• 5.4.2 壓水室流場與磨損特性79-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 結(jié)論與展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄89

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉少光;郭新成;束德林;;燃煤發(fā)電廠省煤器管高溫沖蝕磨損特性的研究[J];安徽工學(xué)院學(xué)報(bào);1992年04期

2 張啟壽;;離心泵的汽蝕現(xiàn)象[J];安徽化工;2010年01期

3 徐振法;王銀鳳;唐鈴鳳;;離心式雜質(zhì)泵蝸殼內(nèi)部流場數(shù)值模擬[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

4 丁士杰;馮守志;;簡放工作面采空區(qū)自燃三帶觀測及數(shù)值模擬研究[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年06期

5 宮彬彬;高洪波;錢稷;;溫室側(cè)窗開窗形式對(duì)流量系數(shù)取值的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年20期

6 馬景林;韓志萍;葉劍芝;周先漢;;蜂蜜噴霧干燥過程的模擬與仿真[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年02期

7 陳建;張明;史志鵬;何婷婷;;丁壩對(duì)彎道水流紊動(dòng)的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年06期

8 劉晶;;混合彎管湍流的數(shù)值模擬[J];鞍山科技大學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

9 梁述環(huán);;單級(jí)渦殼式離心泵內(nèi)二維流場的數(shù)值模擬[J];鞍山科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

10 劉健;李福堂;;基于Fluent的蝶閥三維流動(dòng)的數(shù)值模擬及分析[J];遼寧科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年Z1期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王尊策;徐艷;呂鳳霞;李森;;CFD在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];第七屆海峽兩岸工程力學(xué)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 孫春耕;羅t，

本文編號(hào)：444765