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第
28
卷第
2
期
Vol.28 ,No.2
西华大学学报(自然科学版)
Joumal
of
Xihua
University
•
Natural
Science
2009
年
3
月
Mar.2009
文章编号:
1673-159X(2009
)02
-0
070
-04
渣浆泵内固液两相流动的数值计算与磨损特性分析
刘
宜,惠伟安,赵希枫
(兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃兰州
I
730050)
摘
要:为了研究叶片式渣浆泵内部的固液两相流动,以黄河含沙水为工作介质,采用双流体模型对渣浆泵内
部颗粒流动进行了数值模拟,根据计算结果,分析研究了固相颗粒的分布与运动规律,揭示了叶轮磨损的主要区域
和磨损规律。对固相颗粒在不同浓度下的分布情况进行了数值模拟,分析了初始固相浓度对渣浆泵叶轮和窝壳的
磨损影响,模拟结果与试验结论基本相同。
关键词渣浆泵;叶轮;磨损;数值模拟;浓度
中图分类号
:TH311
文献标识码
:A
Numerical Calculation of
Interior
Liquid-solid Two-phase Flow
inside a
Slurry
Pump
and
Analysis
of
Wear
Character
for the
Im
peller
LIU
Yi
,
HUI
Wei-an
,
ZHAO
Xi-feng
( College
of
Fluid Power and Control ,
La
nzhou Univ.
of
Tech.
,
La
nzhou
730050
China)
Abslracl:
In order
to
study the liquid-solid phase flow inside a slurry pump the water with small particles in Yellow River is used
as the medium. The flow field inside the slurry pump is simulated using two-fluid mode
l. The calculated results reveal the distribu
tÍ
on
rule and flow structure of the particles
,
Nume
口
cal
simul
号
tio
!1
of distribution for solid granule with different
conC
'3ntra
tÍ
on is carried out.
The effect of initial concentra
tÍ
on upon the wear of the impeller and the volute is analyzed. The simulated results have good agreement
with that of the experiments.
Key
words:
slurry
pump;
impeller; wear; numeric
;ù
simulation; concentra
tÍ
on
渣浆泵作为固体物料水力输送的动力源,广泛
应用于冶金、采矿、电力、煤炭等行业。'由于输送介
质的特殊性,渣浆泵的设计与清水泵的设计方法有
很大区别,目前渣浆泵的设计方法还不完全成熟,对
于渣浆泵磨损的机理还需要作进一步的研究
[1]
。
近年来,随着计算机技术的不断发展,计算流体力学
(CFD)
正在越来越多地被用于进行泵内部流场的数
值分析。
本文采用
FLUENT6.3
商用软件,建立双流体
模型对渣浆泵内部颗粒流动进行了数值模拟
[2]
根据计算结果,分析研究了固相颗粒的分布和运
动规律,揭示了叶轮磨损的主要区域和磨损规律,
发现固相浓度分布与叶轮的结构参数有较大的关
系,尤其与叶片工作面的进出口安放角、包角有
收稿日期
:2008
-D
6-26
关,在设计时,要引起足够的注意,为改善离心式
渣浆泵叶轮的水力设计,减少磨损,提高使用寿命
提供重要参考。
1
泵的主要设计参数及三维模型
计算的渣浆泵采用速度系数法设计,旋转轴为
Z
轴。设计参数为
:π
,
=50
,设计流量
qv=40
m3/h
,
设计扬程
H=25m
,
叶片数
Z=4
,
采用简单的两端困
弧法设计,背叶片数为
8
,额定转速
π=
1450
r/min
。
根据泵的有关设计参数,利用
Pro/E
三维软件
进行造型设计,
ICEM
软件进行网格划分。采用四
面体非结构网格,将流体划分为
4
个区域,分别为进
口延伸段、叶片流道、背叶片流道、蜗壳流道。在隔
舌处、叶片工作面与背面、在轮载根部的夹角处采用
局部加密技术,实体模型及计算域的网格划分如图
作者简介:刘
宜(1
955-)
,男,甘肃兰州人,教授,主要研究方向为流体机械设计。
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weixin_38735182
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