【摘要】： 本文的研究工作在國家自然科學(xué)基金項目“葉輪機械內(nèi)伴有鹽析的液固兩相流動的研究”(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，目前對其內(nèi)部真實流動規(guī)律的認識尚不夠充分。為探明旋流泵內(nèi)部液固兩相流動的規(guī)律，，也為葉輪機械內(nèi)伴有鹽析的液固兩相流動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)計旋流式模型泵一臺，對其內(nèi)部液固兩相流場進行了數(shù)值模擬計算及實驗研究。進行的主要工作及取得的成果如下： 1．簡要介紹了國內(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)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，并在此基礎(chǔ)上自行設(shè)計了滿足測量要求的旋流式模型泵； 2．運用Pro／E軟件對設(shè)計的模型泵進行三維造型；并對泵內(nèi)部流道區(qū)域進行非結(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湍流模型對旋流泵在最優(yōu)工況下的內(nèi)部液固兩相湍流場進行了數(shù)值模擬；為能與實測結(jié)果相比較，通過劃分軸截面及軸面的方法，對各測點進行精確定位與結(jié)果顯示，得出“在整個流道內(nèi)，顆粒濃度最低區(qū)是在葉輪進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量技術(shù)(PDPA)在兩相流測量及旋轉(zhuǎn)機械內(nèi)流測試的方法； 5．設(shè)計制造了實驗裝置系統(tǒng)，利用丹麥Dantec公司生產(chǎn)的三維相位多普勒粒子測速儀對模型泵在最優(yōu)工況下的內(nèi)部液固兩相流場進行測量。 6．將實測結(jié)果與計算結(jié)果進行對比，并扼要分析了液固兩相在泵內(nèi)部的周向速度(絕對速度在圓周方向的分量)、軸向速度、徑向速度及相對應(yīng)的脈動速度分布規(guī)律，提出“液固兩相在葉輪與無葉腔中的周向速度分布差異較大”等觀點。
【圖文】：

旋流泵內(nèi)部流動區(qū)域包括無葉腔流動區(qū)域和葉輪流動區(qū)域，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，作為一個整體，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)格來進行劃分，其網(wǎng)格劃分結(jié)果可見圖3.2.1所示。圖3.2.1網(wǎng)格劃分結(jié)果3.3旋流泵內(nèi)部液固兩相流場計算模型3.3.1計算模型選擇目前對液固兩相流的數(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)歷了無滑移模型、小滑移雙流體模型、有滑移一擴散的雙流體模型各階段，以及近年來發(fā)展起來的以顆粒碰撞理論為基礎(chǔ)的顆粒動力學(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)的動理學(xué)模型等。對密相液固兩相流，這類模型能通過固體薪度和固體壓力來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，根據(jù)實驗得到的泵特性運行參數(shù)作為計算條件，主要參數(shù)如下:流量:Q二9.6m3小，揚程: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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH31

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉棟玉;黃亞宇;劉光偉;萬鵬程;;旋流泵內(nèi)部固液兩相流動的CFD模擬分析[J];新技術(shù)新工藝;2010年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張書進;壓裂管柱內(nèi)固液兩相流動特性及磨損機理研究[D];大慶石油學(xué)院;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

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

2 楊波;沖擊式食物破碎機內(nèi)部流場的數(shù)值模擬及實驗研究[D];江蘇大學(xué);2007年

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4 連松錦;離心泵內(nèi)流場三維湍流數(shù)值模擬與PIV測試研究[D];揚州大學(xué);2011年

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本文編號：2669546