挖泥船泥泵内部流场数值模拟研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:aa9294168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
离心式泥泵是绞吸式挖泥船泥浆输运系统最为关键的部件。关于离心泵内部流场的数值模拟研究,国内外学者主要研究了诸如叶片数目、叶片出口角度、叶片出口宽度等参数对离心泵内部流场的影响。以上研究主要侧重于提高泵的设计水平,但对于离心泵制造和运行过程中存在的问题,关注则不多。挖泥船泥泵铸造后内壁非光滑,且在运行一段时间后蜗壳和叶轮会发生磨损,导致疏浚效率下降。目前已有学者研究了蜗壳内壁粗糙度对离心泵性能的影响,但没有关于宏观上的不平整度对离心泵性能的研究。本文针对以上问题,对JF212-45-90舱内泥泵内部流场进行了数值模拟研究,分析泥泵在磨损前后输送清水与固液两相流时的内部流动特征及外特性。本文使用PRO/E对泥泵的全流道进行三维造型,然后用Gambit进行网格划分,最后将网格文件导入到Fluent中进行数值模拟。计算时选用了RNG k-ε湍流模型,SIMPLE算法及一阶迎风格式等相应参数,在0.8Qopt、1.0Qopt及1.2Qopt三种工况下进行了清水流场的数值计算与分析。在清水流场计算的基础上,再在0.2Qopt、0.4Qopt、0.6Qopt、0.8Qopt、Qopt、1.1Qopt、1.2Qopt、1.3Qopt、1.4Qopt九个工况下,进行固液两相流场的数值模拟。最后,在假设蜗壳内壁磨损的情况下,对磨损后的泵进行了以上9种工况的固液两相流模拟。本文对以上模拟结果进行了分析。对于清水流场,分析了叶轮、蜗壳内部速度及压力的分布,发现叶轮内部速度与压力存在轴向不对称性,流体的绝对速度和总压沿着叶轮径向不断增大,在靠近隔舌的叶轮出口位置与蜗壳之间出现了回流,并在相应的位置引发了一定尺度的漩涡。小流量工况时在叶片头部的工作面侧及叶轮进口拐弯点负压区域容易发生气蚀。蜗壳内部的速度与压力分布则比较均匀,起到良好的扩压作用。当泥泵输送固液两相流时,固相参数对其自身的分布具有重要影响。叶轮中心截面出口边缘的平均绝度速度和总压分布具有周期性波动特点,总压和绝对速度在叶片边缘位置达到极大值。在靠近蜗壳隔舌处,总压和绝对速度有一个最小值。随着固相颗粒体积浓度、粒径的增加,叶轮出口中心截面总压及绝对速度呈下降趋势。而随着密度的增加,叶轮出口中心截面总压呈上升趋势。对于蜗壳内壁发生磨损的泵,用球冠体作为凹坑的物理模型,研究发现设计流量工况下当球冠体的R值为82mm时泥泵的扬程下降了10m。在不同流量工况下,磨损泵的扬程、效率和功率都有所降低。
其他文献
<正>新课改提出要由以教师为中心转向以学生为中心,确立学生主体地位,让学生切实参与到教学活动中来,成为学习的主人,实现在做中学数学。在具体的教学中我们要以新课改为指导
安徽红色文化是安徽人民宝贵的精神财富,也是推动安徽又好又快发展的力量源泉,它包含了安徽人民在革命、建设和改革等时期所展现的辉煌。进入新时代,在全面建成小康社会的伟
无线传感器网络综合了片上系统、微机电系统、嵌入式技术和无线通讯等技术,是用于监测区域内数据收集与传输的自组织网络,它由众多分布在监测区域中具有采集数据、传输数据、
1案例1.1案例1某男,40岁,某日在建筑工地与他人发生纠纷,被木棒击中右下腹部。伤后6 h因自感腹痛不适,就诊于某医院。查体:脐部右侧见4cm&#215;6cm皮肤青紫、皮下淤血。追问病
基于KJ653煤矿顶板动态监控与矿山压力可视化分析专家系统在阳煤集团一矿掘进工作面的成功应用,简单介绍该系统的基本特点,探讨该系统在掘进工作面顶板压力监测、顶板离层观
在国家不断加大力度发展职业教育的新情况下,职业中专解读好国家政策,合理利用好教育教学资源,抓住机遇,谋求更大的发展尤显重要。面向校内校外开展高质量的职业技能培训工作