為研究渣漿泵開式葉輪軸向間隙流動(dòng)結(jié)構(gòu)及泵體動(dòng)態(tài)磨損特性,采用RNGκ-ε湍流模型和離散相模型,對(duì)開式葉輪渣漿泵內(nèi)非定常固液兩相流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了葉輪軸向間隙泄漏流及其與主流的相互干擾作用;建立了渣漿泵泵體動(dòng)態(tài)磨損模型,由UDF函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)泵體壁面磨損過程的動(dòng)態(tài)模擬,運(yùn)用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)間隙網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)更新,分析了泵體的動(dòng)態(tài)磨損特性及泵體表面粗糙度對(duì)其磨損特性的影響;通過引入時(shí)間系數(shù)法來實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際時(shí)間周期內(nèi)的磨損量預(yù)測(cè),根據(jù)該模型的實(shí)際運(yùn)行周期內(nèi)的磨損量對(duì)不同時(shí)間系數(shù)的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行非線性修正,建立了基于時(shí)間系數(shù)法的磨損預(yù)測(cè)模型,算例計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的可靠性,該研究為渣漿泵泵體的磨損壽命的預(yù)測(cè)提供了一個(gè)可行的方案。 

【文章來源】：液壓氣動(dòng)與密封. 2021,41(04)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

模型泵計(jì)算域

為提升計(jì)算的穩(wěn)定性，對(duì)葉輪進(jìn)口段以及蝸殼出口段進(jìn)行適當(dāng)延長(zhǎng)。采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)整個(gè)計(jì)算域進(jìn)行離散。為精確捕捉開式葉輪軸向間隙內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，在葉輪軸向間隙內(nèi)設(shè)置20層網(wǎng)格，并向葉輪內(nèi)逐漸過渡，將與間隙接觸的葉輪第一層網(wǎng)格設(shè)置為0.05 mm，間隙內(nèi)細(xì)網(wǎng)格與葉輪內(nèi)粗網(wǎng)格之間均勻過渡，其相鄰網(wǎng)格尺寸比例為1∶1.2，如圖2所示。綜合考慮計(jì)算精度和計(jì)算量經(jīng)網(wǎng)格無關(guān)性檢查，最終將網(wǎng)格總數(shù)定為480萬，采用SIMPLE壓力速度耦合算法，非定常計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為0.0001 s。選擇速度進(jìn)口邊界條件，按照額定流量136 m3/s計(jì)算．采用RNGκ-ε湍流模型和DPM固液兩相流模型來進(jìn)行數(shù)值模擬，采用滑移網(wǎng)格方法處理葉輪的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。根據(jù)鑄鐵的砂型鑄造表面粗糙度范圍，取壁面粗糙度為0.2 mm。介質(zhì)為固相濃度7%石灰石漿液，粒徑為0.15 mm，不考慮固相和液相的相變。1.3 數(shù)值計(jì)算分析

由于模型泵出廠試驗(yàn)采用清水介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，先進(jìn)行數(shù)值模擬外特性的對(duì)比分析。圖3為泵外特性模擬值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比曲線。如圖3所示，實(shí)驗(yàn)特性曲線與數(shù)值計(jì)算的外特性曲線趨勢(shì)基本一致但存在一定誤差。揚(yáng)程的最小誤差為2%，最大誤差為9%。效率的最小誤差為1.5%，最大誤差為8%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粗糙度對(duì)多級(jí)壓氣機(jī)性能影響的數(shù)值模擬研究[J]. 尚東然,劉艷明.  推進(jìn)技術(shù). 2019(12)
[2]壁面粗糙度湍流擴(kuò)展模型及流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 劉通,蔡晉生,屈崑.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]壁面粗糙度對(duì)軸流壓氣機(jī)氣動(dòng)性能的影響[J]. 蔡柳溪,高松,肖俊峰,李園園,于飛龍,段靜瑤,王順森.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[4]渣漿泵葉輪磨損的數(shù)值模擬及試驗(yàn)[J]. 陶藝,袁壽其,張金鳳,張帆,陶建平.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(21)
[5]開式葉輪離心泵性能的CFD模擬方法[J]. 吳大轉(zhuǎn),楊帥,許斌杰,劉巧玲,武鵬,王樂勤.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]雙吸式離心泵葉片頭部形狀對(duì)泥沙磨損的影響[J]. 錢忠東,張凱,王志遠(yuǎn),薛軍.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[7]基于Particle模型固液兩相流離心泵流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 汪家瓊,蔣萬明,孔繁余,屈曉云,宿向輝.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[8]多級(jí)離心泵半開式葉輪參數(shù)優(yōu)化的數(shù)值研究[J]. 吳大轉(zhuǎn),孫幼波,陳濤,許斌杰,王樂勤.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(01)
[9]非定常固液兩相流對(duì)雙流道泵磨損性能的影響[J]. 崔巧玲,李昳,金守泉.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]離心泵葉輪固液兩相流動(dòng)及泵外特性數(shù)值分析[J]. 劉建瑞,徐永剛,王董梅,蘇起欽.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(03)



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