离心式污水泵叶轮磨损的数值模拟

针对离心污水泵内固液两相流动比较复杂的情况,用含沙水为工作介质,通过改变沙粒粒径和含沙水颗粒浓度的方法,对小粒径颗粒在离心污水泵内的流动进行了数值模拟。借助弄清内流场的速度、压力与颗粒分布,分析了粒径大小对泵内固体颗粒运动的影响和进口初始颗粒浓度对泵内压力和固相分布的影响,得出压力沿叶轮吸力面和压力面的分布规律以及固体颗粒沿叶片吸力面和压力面的分布规律,并在此基础上得出了离心污水泵叶轮的磨损特性。     

离心泵内大颗粒下运动特性数值模拟与磨损分析

针对离心泵内固液两相流动问题,采用离散模型(DPM),考虑液相与固体颗粒之间相互作用,对离心泵内固液流场中大直径颗粒的粒子运动进行了数值模拟。并对颗粒的运动轨迹、固液两相流磨损进行了进一步的分析。使用UDF文件对颗粒加入Basset力,通过粒子运动轨迹线与恒定非恒定流线的对比,得出了粒子随直径变化对离心泵内流动情况的影响,并在此基础上进行了内部流动对性能的影响以及磨损规律分析。研究结果表明,当粒子直径大于1 mm时,通过使用DPM模型能更准确地获得粒子在泵内的运动情况,颗粒的运动轨迹向叶片工作面偏转较大并且存在多次撞击过程对叶片的磨损程度大,小颗粒易与叶片工作面后端发生撞击,且速度较低,对叶片的冲蚀磨损相对弱些。     

离心泵内低浓度固体颗粒运动的数值模拟

利用对颗粒在流场中的受力分析为基础的Eulerian - Lagrangian模型对离心式两相流泵内部稀相固体颗粒的运动情况进行了数值模拟.得出了不同粒径的颗粒在离心泵内运动的轨迹分布以及时间分布,并分析了颗粒粒径对其在泵内运动规律的影响,得出颗粒粒径在某一临界值上下时,颗粒在泵内分别有着大致相同的运动轨迹,为离心式两相流泵的设计及其性能的提高提供了一定的理论依据.     

钻井液中磨损颗粒在永磁场中的沉降特点

套管磨损在线监测可以通过对钻井液中磨损颗粒的收集和分析来实现.为实现钻井液中磨损颗粒的在线监测,讨论了钻井液中磨损颗粒在受到磁场作用时的沉降特点,分析了影响磨粒沉降运动的各种因素,建立了相应的运动方程,并通过数值分析进行了模拟,为钻井液中磨粒在线监测装置的磁场设计提供了依据.研究结果表明,钻井液中套管磨损磨粒有一定的运动规律,利用其运动方程进行数值计算,可以得出不同磁场条件下颗粒的速度、位移与时间之间的关系;磨粒的沉积规律的分析结果说明,磨粒、钻井液、磁场、磨粒在钻井液中的初始位置等多种因素对颗粒的沉降位置均有影响.     

扫路机专用风机内部气固两相流场仿真分析

针对扫路机专用风机的磨损问题,采用RNG k-ε湍流模型结合欧拉-拉格朗日方法的颗粒轨道模型,对某型号扫路机专用风机内部气固两相流场进行了数值仿真研究。首先分析了扫路机专用风机叶片吸力面上的分离流动情况及颗粒在叶轮内的流动规律;然后结合颗粒运动轨迹,探究风机叶片的主要磨损位置、磨损形状及蜗壳的磨损情况,获得了专用风机内部气固两相流磨损机理及磨损规律。结果表明:在分离流动的作用下,固体颗粒偏向叶片压力面运动,导致叶片压力面磨损;压力面的磨损呈条带状分布,叶片磨损最严重区域位于叶片与后盘接触区的1/4处;蜗壳表面存在周期性磨损区。     

电厂换热管束冲蚀磨损数值模拟分析

电厂锅炉高温换热器受热面在含尘烟气长时间磨损的作用下,会出现吹蚀减薄迹象,导致换热器爆管,使得机组被迫停机.为了揭示飞灰颗粒对换热管束冲蚀磨损的影响,采用欧拉-拉格朗日方法以及Oka模型分别模拟颗粒运动和管壁冲蚀磨损情况,通过用户自定义函数描述颗粒物与壁面的反弹效果,对不同粒径和不同管排下的磨损情况进行了分析.结果表明,管排布置方式会对换热管束冲蚀磨损产生影响,具体表现:第一排换热管受颗粒的冲击磨损影响较显著,面平均磨损量随颗粒粒径的增大而增大;横向间隙减小时,换热面平均磨损速率减弱,换热管纵向间距对磨损的影响不大,管束叉排布置时,磨损量增加.数值模拟结果加深了电厂高温换热器磨损规律的认识,通过换热管束的合理布置,有助于减少磨损,提高系统运行的可靠性.     

泥浆射流泵冲蚀磨损特性

为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明：泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部位,吸入室和扩散管未产生明显冲蚀磨损。颗粒质量流量从1 kg/s增大到1.8 kg/s时,泥浆射流泵最大冲蚀速率增大了93.7%;泥浆流速从2 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率增大了11.48倍;颗粒直径从200μm增大到450μm时,最大冲蚀速率先减小后增大。相较于颗粒质量流量和颗粒直径,泥浆流速对射流泵内表面的冲蚀磨损影响更大,但产生冲蚀磨损的主要部位不会随泥浆流速、颗粒质量流量和颗粒直径发生明显改变。研究成果可为射流泵的设计提供参考。     

小粒径固液两相流在旋流泵内运动的数值模拟

为了分析旋流泵内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准κ-ε湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件FLUENT对旋流泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓度分布规律。在旋流泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度。数值结果表明,泥沙颗粒直径变大以及泥沙浓度的加大都会使旋流泵扬程和效率下降,其中浓度的变化对扬程和效率的影响更明显。     

液压泵污染磨损的研究

本文评述了现有液压泵污染磨损理论,研究了污染物磨损性、颗粒尺寸及分布对液压泵污染磨损的影响。提出了泵的寿命决定于现场实际污染物的磨损性和泵内关键运动副动态间隙尺寸与污染颗粒尺寸的相对关系的污染磨损理论。建立了新的液压泵污染磨损模型,根据此模型可预测泵在实际工况下的寿命。     

轻型化工渣浆泵叶轮轴向间隙泄漏流及磨损特性分析

针对渣浆泵的泵腔及叶轮磨损问题,基于DPM模型对LCF100/350型化工渣浆泵叶轮轴向叶顶间隙泄漏流及磨损特性进行数值分析。在清水介质条件下对泵轴向叶顶间隙泄漏流结构及泵外特性进行模拟,并与试验结果进行对比分析;固液两相流分析中液相采用k-ε Realizable湍流模型,固体颗粒相采用离散相模型,分析了叶轮轴向叶顶间隙处固液两相流场分布及其前泵腔磨损特性。分析结果表明:叶轮轴向叶顶间隙泄漏流与主流相互作用,在叶轮流道内产生泄漏涡;泵体磨损强度分布呈螺旋线分布,与实际的泵体磨损情况完全一致。研究结果为渣浆泵的磨损特性的优化提供了理论依据。     

颗粒浓度对离心泵性能及磨损影响的研究

为研究颗粒浓度对离心泵性能及磨损的影响规律,采用CFD-DEM(Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method)对离心泵内部固液两相流进行数值计算.通过监测过流部件的磨损率和颗粒的运动,分析了不同颗粒浓度时叶片的磨损率、颗粒的平均速度、颗粒与壁面的接触次数和接触...     

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。     

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。     

固液旋流泵固体颗粒分布的数值模拟研究

对围液旋流泵内部流场进行了全流道三维数值模拟.计算网络采用分块非结构化网格,湍流计算模型采用标准中k-ε模型,算珐采用SIMPLEC算法.对固体颗粒的分布情况进行了详细分析,结果表明,固体颗粒在长叶片工作面上分布较多,并随着颗粒直径的增大分布逐渐增多,在短叶片及空腔中颗粒分布较少,从长叶片的工作边到非工作边固体颗粒分布适渐减小.泵的磨损主要发生在长叶片工作面的转弯处,短叶片上磨损较小.     

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。     

粒径对全断面竖井掘进机出渣泵磨损特性影响研究

为探究大颗粒粒径对全断面竖井掘进机上出渣泵过流部件磨损特性的影响，基于SST双方程混合湍流模型、Finnie塑性冲蚀磨损模型对其进行数值模拟，获得了全断面竖井掘进机出渣泵过流部件的冲蚀磨损形态，分析不同颗粒粒径对叶片磨损程度的影响。模拟结果表明：磨损最严重区域在叶片吸力面；定量预测出叶片磨损强度随不同初始条件的变化规律；随颗粒粒径增大，颗粒与吸力面的碰撞几率降低，叶片吸力面磨损区域显著减小，磨损位置受颗粒粒径的影响明显，而后盖板的磨损面积几乎不变；全断面竖井掘进机上出渣系统在输送最大粒径超过100%的固相颗粒时，仍具有良好的可靠性和稳定性。大颗粒粒径仅对吸力面磨损程度影响显著，对后盖板影响不明显。     

旋流泵磨损性能的优化研究

基于Panicle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对固液两相流旋流泵的内部流场进行数值模拟,应用FINNIE预估模型进行了磨损特性计算,重点研究了叶片表面的磨损规律。液相采用RNG湍流模型,壁面设置为无滑移壁面条件;固体颗粒相采用离散相零方程模型,壁面设置为自由滑移壁面条件。研究结果表明,叶片压力面出口磨损率最大,磨损将会较为严重;叶片吸力面最大剪切应力出现在进口,吸力面进口磨损将会加剧,优化后叶片磨损率有一定的下降。本研究对固液两相流旋流泵的磨损特性有重要参考意义。     

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。     

离心式杂质泵内颗粒分布规律的研究

利用Fluent软件对离心式杂质泵内部流场进行数值计算,将其内部流动可视化,分别计算了不同颗粒直径和泵进口固相浓度多个工况下泵内的两相流流场,得到了叶轮和蜗壳内的固相浓度分布。分析了不同进口固相浓度以及不同颗粒直径条件下,颗粒在叶轮和蜗壳内的分布规律。     

五缸往复式压裂泵动力端动力学数值分析

利用目前成熟的平面机构分析理论和SCILAB软件,结合压裂泵动力端结构和运动参数,建立动力学模型,并对其进行数值分析,得到该机构在持续运转过程中的受力情况和运动规律曲线,为主要零部件的刚度、强度分析和优化设计提供了计算依据。