在開發(fā)深層地熱能資源的過程中,作為主要液體提升裝置的兩級潛水電泵會因為輸送的液體中含有大小不同、形狀各異的砂石,對兩級泵產(chǎn)生較為嚴重的磨損。本文基于CFD-DEM耦合方法,對其數(shù)值模型、計算方法和模型設置等進行驗證分析,基于該模型對比分析不同形狀和體積分數(shù)下顆粒在兩級混流泵內部的運動規(guī)律。本文通過歸納總結得到顆粒的流動特性,與葉輪和導葉較易發(fā)生碰撞的區(qū)域和形式,為設計用于輸送粗顆粒兩相流的耐磨損潛水電泵提供一定的理論支撐。本文主要的研究工作和創(chuàng)新成果如下:(1)歸納得到地熱能開發(fā)目前面臨的嚴峻考驗和地熱泵運行過程中面臨的問題。此外,通過分析國內外專家學者對泵內固液兩相流運動的理論成果,針對目前研究泵內輸運粗顆粒及其對泵水力部件磨損研究較少的現(xiàn)狀,采用CFD-DEM耦合方法精細模擬泵內粗顆粒的運動規(guī)律和對水力部件的作用力情況。(2)針對考察環(huán)境下顆粒的形狀不規(guī)則且粒徑較大的特點,選取歐拉—拉格朗日法來計算固液兩相流運動,在顆粒運動計算中考慮了重力、浮力、曳力、馬格努斯力、薩夫曼升力、顆粒之間的碰撞和顆粒自旋產(chǎn)生的影響。(3)基于氣固兩相流可視化實驗結果、離心泵內部固體顆粒可視化實驗結果和...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-1兩級泵三維裝配圖（單級視圖）

(a)葉輪(b)空間導葉圖3-1兩級泵三維裝配圖（單級視圖）Fig.3-1Multi-stagePump3DAssemblyDrawing(Single-levelView)

圖3-2葉輪及導葉二維水力模型圖

(a)葉輪(b)空間導葉圖3-2葉輪及導葉二維水力模型圖Fig.3-2Two-dimensionalDydraulicModelDiagramofImpellerandGuidevane

圖3-3管路內顆粒及流場的無量綱平均速度的模擬與實驗對比

M方法的兩級混流泵內部粗顆粒固液兩相流其平均速度設定為10m/s，同時定義66]，泊松比為0.5，剪切模量為1×106Pa，恢之間的相互作用采用Hertz-Mindlin（nosli質量載荷為0.4的垂直平面上氣相和固相比較[66]，從圖上可以看到通過模擬得到....

圖3-4管路內的垂直平面的氣相湍流強度的模擬與實驗對比

比較[66]，從圖上可以發(fā)現(xiàn)管道內氣相的湍本相同。綜上所述，采用CFD-DEM方法管路內顆粒及流場的無量綱平均速度的模擬與實betweenSimulationandExperimentofDimensionParticlesandFlowFieldin....

本文編號：3893804