中国机械工程
中國機械工程
중국궤계공정
CHINA MECHANICAl ENGINEERING
2014年
5期
642-646
,共5页
渣浆泵%叶轮%工况%清水流场计算%颗粒轨迹
渣漿泵%葉輪%工況%清水流場計算%顆粒軌跡
사장빙%협륜%공황%청수류장계산%과립궤적
slurry pump%impeller%work condition%flow field calculation%particle track
为提高渣浆泵的抗磨性能并优化泵的设计,采用RNGκ-ε湍流模型和SIMPLEC算法对多工况下渣浆泵叶轮内部清水流场进行了数值计算,得到叶片表面相对速度矢量分布,分析了叶片表面回流、旋涡现象;基于单颗粒动力学模型,采用拉格朗日法计算了多工况下固相颗粒的运动轨迹,分析不同粒径颗粒对叶片表面磨损的影响.结果表明:叶片压力面进口在大流量工况下开始出现回流,而叶片吸力面进口则在小流量工况下回流、旋涡严重,叶片进口的回流、旋涡不仅容易引起NPSHr增高,诱发空化现象,还会导致颗粒聚集、反复冲击该区域;在小流量工况下,叶片压力面出口和吸力面出口均出现大区域的回流,甚至延伸至叶片中段,随着流量增大,回流和旋涡区域逐渐缩小,由此可见叶片出口在小流量工况下的磨损比较严重;其他因素一定时,固液混合物的流量越小,颗粒在进入叶片流道前停留的时间越长,导致颗粒与叶片头部的碰撞概率增大;随着颗粒直径增大,颗粒向叶片压力面靠近的趋势越明显,与压力面的碰撞机会也增多,从模拟结果可以看到,该叶轮对1mm以上的大颗粒适应性不好,在设计流量工况下,0.5～1mm粒径范围内颗粒适应性最好.
為提高渣漿泵的抗磨性能併優化泵的設計,採用RNGκ-ε湍流模型和SIMPLEC算法對多工況下渣漿泵葉輪內部清水流場進行瞭數值計算,得到葉片錶麵相對速度矢量分佈,分析瞭葉片錶麵迴流、鏇渦現象;基于單顆粒動力學模型,採用拉格朗日法計算瞭多工況下固相顆粒的運動軌跡,分析不同粒徑顆粒對葉片錶麵磨損的影響.結果錶明:葉片壓力麵進口在大流量工況下開始齣現迴流,而葉片吸力麵進口則在小流量工況下迴流、鏇渦嚴重,葉片進口的迴流、鏇渦不僅容易引起NPSHr增高,誘髮空化現象,還會導緻顆粒聚集、反複遲擊該區域;在小流量工況下,葉片壓力麵齣口和吸力麵齣口均齣現大區域的迴流,甚至延伸至葉片中段,隨著流量增大,迴流和鏇渦區域逐漸縮小,由此可見葉片齣口在小流量工況下的磨損比較嚴重;其他因素一定時,固液混閤物的流量越小,顆粒在進入葉片流道前停留的時間越長,導緻顆粒與葉片頭部的踫撞概率增大;隨著顆粒直徑增大,顆粒嚮葉片壓力麵靠近的趨勢越明顯,與壓力麵的踫撞機會也增多,從模擬結果可以看到,該葉輪對1mm以上的大顆粒適應性不好,在設計流量工況下,0.5～1mm粒徑範圍內顆粒適應性最好.
위제고사장빙적항마성능병우화빙적설계,채용RNGκ-ε단류모형화SIMPLEC산법대다공황하사장빙협륜내부청수류장진행료수치계산,득도협편표면상대속도시량분포,분석료협편표면회류、선와현상;기우단과립동역학모형,채용랍격랑일법계산료다공황하고상과립적운동궤적,분석불동립경과립대협편표면마손적영향.결과표명:협편압력면진구재대류량공황하개시출현회류,이협편흡력면진구칙재소류량공황하회류、선와엄중,협편진구적회류、선와불부용역인기NPSHr증고,유발공화현상,환회도치과립취집、반복충격해구역;재소류량공황하,협편압력면출구화흡력면출구균출현대구역적회류,심지연신지협편중단,수착류량증대,회류화선와구역축점축소,유차가견협편출구재소류량공황하적마손비교엄중;기타인소일정시,고액혼합물적류량월소,과립재진입협편류도전정류적시간월장,도치과립여협편두부적팽당개솔증대;수착과립직경증대,과립향협편압력면고근적추세월명현,여압력면적팽당궤회야증다,종모의결과가이간도,해협륜대1mm이상적대과립괄응성불호,재설계류량공황하,0.5～1mm립경범위내과립괄응성최호.
