颗粒浓度对离心风机磨损的影响规律数值研究

当含尘气体经过除尘设备净化后,粉尘粒径已经很小,在两相流中更多的表现出流动性,颗粒浓度成为影响叶轮磨损的重要因素。由此,可基于雷诺应力湍流模型和Tabakoff and Grant的磨损模型,对离心风机叶轮中气固两相流进行数值计算,得到不同粒径的颗粒在不同的入口浓度条件下对风机压力面的磨损位置、形态和磨损率。研究结果表明,磨损位置与粒径大小有关,颗粒数量浓度对磨损率的影响远高于质量浓度对磨损率的影响。     

螺旋离心泵内固液两相流的数值模拟

以螺旋离心泵为对象,利用欧拉k-ε数学模型对其内部三维流动进行数值模拟,计算了颗粒直径相同和浓度不同、颗粒直径不同和浓度相同以及同一流体中含有两种不同直径颗粒等三种状况下螺旋离心泵的液固两相流场,比较了颗粒直径和浓度对计算结果的影响,分析了浓度、速度、压力等流动参数在泵内的分布规律及相互影响,为改善叶轮的性能和进一步深入研究泵内的液固两相流动机理提供了一定的参考.     

大颗粒下螺旋离心泵内运动特性数值模拟与分析

以150×100LN-32型螺旋离心泵为模型,采用欧拉多流体、RNG k-ε模型对其内部进行三维数值模拟。对比不同颗粒粒径以及浓度情况下固液两相流场,分析了在大颗粒情况下,固体颗粒在螺旋离心泵内的运动情况。通过固相体积分数、压力以及速度分布,得出了大颗粒固液两相流在螺旋离心泵内的运动特性。并以此为参照,分析大颗粒情况下螺旋离心泵磨损情况。     

基于CFD-DEM的离心泵叶轮磨损特性研究和优化设计

为研究叶轮几何参数对离心泵叶轮磨损特性的影响,采用CFD-DEM耦合方法计算了离心泵的内固液两相流动及颗粒对叶轮的磨损。采用响应面方法,以效率和平均磨损率为优化目标,完成了叶轮的优化设计。结果表明：叶片出口安放角、进口安放角和包角显著影响了离心泵叶轮的磨损特性。出口安放角为27°时磨损最严重,继续增大出口安放角,叶片吸力面中间位置和压力面出口位置磨损明显改善;随着进口安放角的增大,叶片的磨损严重区域从吸力面中间部位向进口方向延伸;随着包角增大,磨损严重区域向叶片中间部位偏移;优化后的离心泵扬程效率均有提升,叶轮磨损严重区域的最大平均磨损率从9.7×10^-9 kg/s降低到6.5×10^-9 kg/s,叶轮的抗磨损性能明显改善。     

深水多相流量计磨损特性的数值模拟

采用RNG κ-ε湍流模型，使用Fluent软件，通过定常数值模拟得到不同工况下流量计表面的磨损率分布，分析磨损规律和磨损位置。结果表明：流场中磨损率和DPM质量浓度分布受进口流速和固体颗粒参数设置影响较大。随着进口流速、固体颗粒体积分数和固体颗粒粒径增大，流量计表面磨损率增大，磨损主要集中在喉部入口处，最大磨损率约为1.0×10^-8 kg/(m²·s)。     

表面粗糙度对滑动电接触磨损率的影响

在电气化铁路弓网系统中,磨损率是衡量列车运行状态与接触导线使用状态的重要指标。为了充分模拟弓网系统中磨损率情况,利用自行搭建的滑动电接触摩擦磨损试验机对滑板和接触导线进行摩擦磨损试验,分析滑板表面粗糙度、法向压力、接触电流与运行速度对磨损率的影响。得出结论:滑板磨损率随滑板初始表面粗糙度、接触电流、法向压力、运行速度的增加而增加,而高载荷下粗糙度对于磨损率的影响降低;滑板摩擦从磨合期进入稳定摩擦期存在一个临界表面粗糙度,当滑板初始表面粗糙度值等于临界粗糙度值时,其磨损率最低;不同初始表面粗糙度的滑板在跑合期内磨损过程不同,在稳定摩擦期内磨损过程趋于一致,且摩擦试验后滑板表面粗糙度也接近。     

挖掘机多路阀阀口冲蚀磨损研究

针对挖掘机多路阀阀口易发生冲蚀磨损导致性能下降及失效的问题,以回转联作为研究对象,建立了以DPM离散相模型和Edwards冲蚀模型为基础的计算模型,并通过Fluent软件模拟了不同流量、阀口开度和颗粒属性下的阀口冲蚀磨损情况,针对发生冲蚀磨损最严重的阀芯区域,分析并得到了冲蚀磨损分布和冲蚀磨损率随流量、阀口开度和颗粒属性的演化规律。结果表明：阀口的冲蚀磨损情况会随流量、阀口开度和颗粒属性的变化而规律变化,对于阀芯部位,磨损面积会随阀口开度变小而变小、随流量增大而增大;开度减小和流量的增加会引起阀芯冲蚀磨损率增大,其中冲蚀磨损率对阀口开度的变化较为敏感,在小开度情况下会出现磨损率的大梯度变化情况,而流量则对冲蚀磨损率影响较为平缓;当固体颗粒在油液中的质量一定时,颗粒直径的变化对阀芯冲蚀磨损率有较大影响。     

离心泵闭式叶轮内颗粒运动的实验研究

利用高速摄影技术对离心泵闭式叶轮流道内的颗粒运动进行了观测实验,给出泵叶轮内两相流运动中颗粒平均速度分布和浓度分布以及单颗粒在叶道内的运动轨迹及速度分布,得到了叶轮内易严重磨损的部位,并提出了相应的杂质泵设计改进措施。     

离心泵闭式叶轮内颗粒动力的实验研究

利用高速摄影技术对离心泵闭式叶轮流道内的颗粒运动进行了观测实验,给出泵叶轮内两相流运动中颗粒平均速度分布和浓度分布以及单颗粒在叶道内的运动轨迹及速度分布,得到了叶轮内易严重磨损的部位,并提出了相应的杂质泵设计改进措施。     

渣浆浓度量测和叶轮中颗粒运动实验概述

介绍了浆浓度量测方法及国内外对离心泵叶轮中固体颗粒相对运动轨迹的的实验研究情况，这有助于泵内两相流动研究的深入开展     

无润滑条件下聚苯硫醚/碳纤维复合材料的摩擦与磨损

本文研究了碳纤维聚苯硫醚复合材料在无润滑和与钢滑动摩擦条件下,摩擦力,磨损率,表面接触温度,接触电阻等随负荷及纤维含量的关系。结果表明,摩擦力、接触温度,磨损率均随负荷增大而增大。随着纤维含量的增加,摩擦力与接触温度有一个最小值,而磨损率则先呈现一个最小值而后出现一个最大值。随着纤维含量的增加,主要的磨损机理可能从粘附磨损过渡到疲劳磨损。对磨面的形貌与化学状况对摩擦与磨损有明显的影响。     

急冷油泵内颗粒对叶轮磨损的数值模拟分析

因急冷油中含有固体颗粒,在运行过程中会对泵的过流部件造成磨损,从而影响泵的寿命。基于离散模型(DPM),针对不同粒径、不同浓度的颗粒对叶轮的磨损进行了数值模拟分析。研究结果表明：颗粒粒径保持不变时,随着颗粒质量浓度的增大,急冷油泵过流部件上的磨损位置不变,磨损量增加;颗粒质量浓度保持不变,当粒径从0.025 mm增加到2 mm时,叶片工作面尾缘磨损程度加剧,背面磨损程度降低,前盖板靠近背面一侧磨损减弱,靠近工作面一侧磨损加剧;颗粒粒径与颗粒浓度不变的情况下,通过优化叶片的出口角度,可以适当降低整体的磨损率,达到优化作用。     

固液两相流离心泵内颗粒运动规律的数值研究

针对分析固相参数对颗粒在流道内运动规律影响的问题,对不同固相参数工况下流道内颗粒运动轨迹、固相速度分布和颗粒雷诺数分布规律进行了研究,对颗粒直径以及颗粒浓度对颗粒运动规律影响进行了归纳。应用RNG k-ε湍流模型以及离散相模型进行了离心泵内部固液两相流场数值模拟。研究结果表明,颗粒与蜗壳碰撞的次数随着直径和颗粒浓度的增大而减少;叶轮流道内,颗粒与叶片发生碰撞的位置在叶片工作面;流道内的固相速度随着直径的增大整体会有减小的趋势;蜗壳和叶轮流道内两相分离严重,两相滑移速度较大。     

煤炭颗粒对半开式离心泵磨损的数值研究

煤矿实际生产过程中的煤炭颗粒会对离心泵的叶片造成磨损,并会对离心泵的运行产生较大影响。基于ANSYS CFX软件,结合Euler-Lagrange方法探究额定工况下离心泵内部磨损情况。结果表明:固相的加入,会降低离心泵出口的压力;煤炭颗粒的分布在流道中的分布有一定规律,叶轮进口处压力面和吸力面均有较多颗粒分布;导叶压力面的固相分布明显高于吸力面的固相分布;叶轮压力面根部和导叶的压力面局部磨损较严重。     

基于分形理论的磨合磨损建模

为了求解在粗糙表面上磨合磨损的磨损率,将分形接触模型和传统磨损公式相结合,推导了基于分形参数的磨损率模型,并对该模型进行了分析。建立了磨损率与分形维数、材料性能常数之间的关系,从而得出材料的磨损规律。分析结果表明:当分形维数在某一范围内时,磨损率随分形维数的增大先减小后增大;当分形维数一定时,磨损率随着尺度常数的增大而增大,随着材料性能常数的增大而减小;当其它各参数保持一定值时,磨损率与接触面积的变化趋于一致。     

考虑软三体接触的粗糙界面混合润滑模型研究

软三体颗粒润滑是利用大量松散的固体软颗粒在界面中的承载和剪切行为实现特殊环境下界面的减摩,因此研究软颗粒介质摩擦界面在剪切过程中的受力情况,对软三体颗粒润滑机理的分析以及润滑装置的设计都具有重要意义。研究中将第三体颗粒类比为流体,基于雷诺方程、黏度方程、Greenwood和Williamson接触模型（G-W模型）等建立了含大颗粒粗糙界面的混合润滑模型。该模型中摩擦副的总载荷及总摩擦力由流体、微凸体和大颗粒三部分共同构成。通过采用有限差分法对上述物理模型进行求解分析,探究膜厚比、第三体大颗粒的质量浓度、粒径以及试件的表面形貌、弹性模量对三体接触界面的承载和摩擦力的影响情况,进而分析大颗粒粒径和接触表面粗糙度耦合时软三体接触界面的力学性能。基于对所构建的软三体接触界面混合润滑模型的研究可知：合理选择大颗粒质量浓度、粒径以及试件的表面形貌、弹性模量有助于提高承载、减小摩擦力,使得软三体颗粒流具有更好的减摩润滑性能。     

离心泵内磁流变液流动特性的研究

采用Mixture多相流模型和标准的κ-ε模型,使用SMPLEC算法,应用Fluent软件,对磁流变抛光循环系统用离心泵内部水基磁流变液三维流场进行数值模拟,分析不同叶片数对泵内磁流变液流场压力、速度、颗粒体积浓度分布的影响。计算结果表明：随着叶片数目的增加,叶轮出口压力呈现出先增加后减小的趋势;叶片数目对叶轮出口处磁流变液速度大小影响不明显,对叶轮流道内的速度分布及颗粒体积浓度分布影响显著。     

爆炸喷涂CrC涂层耐固体粒子侵蚀性能研究

为研究不同状态下固体颗粒对爆炸喷涂CrC涂层性能的影响,改善产品耐固体颗粒的冲中蚀性能,采用爆炸喷涂技术制备涂层,研究了不同温度、颗粒速度、冲击角度下涂层的磨损率,分析温度、固体颗粒速度、粒子冲击角度对涂层抗冲蚀性能的影响.结果表明：爆炸喷涂CrC涂层在不同温度和速度下磨损率都表现出随角度的增大而增加的趋势,在90＆#176;时达到最大,表现为典型脆性材料的磨损特性.     

离心泵叶轮中固体颗粒的运动研究

利用高速摄影技术对离心泵叶轮中固体颗粒运动轨迹及其规律进行了试验研究。试验结果表明:质量大的颗粒,在离心泵叶轮中,其轨迹总是趋向叶片压力面。对于转速高的工况,颗粒也向偏于压力面方向运动。     

机械密封端面黏着磨损分形模型

在机械密封端面接触分形模型基础上,依据Archard磨损理论,通过引入分形磨损系数及求解塑性和弹塑性变形微凸体的体积,建立了机械密封端面黏着磨损分形模型。得到了机械密封软质环端面磨损率与端面轮廓分形参数、真实接触面积、材料性能参数以及工作参数之间的关系式。对B104a-70型机械密封软质环端面的磨损率进行了计算和分析。结果表明,端面磨损率随着端面比压、转速及端面特征尺度系数的增大而增大;随着端面分形维数的增大先迅速减小后逐渐增大,即存在一个使磨损率最小的最优分形维数。