渣浆泵内清水流场及离散固体颗粒轨迹的模拟与研究

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本文研究了渣浆泵内吸入口段、叶轮区、蜗壳以及扩散管延长段的清水流场的流动状况,并且在此基础上用拉格朗日法模拟了固体单颗粒的运动轨迹,最后得到规律性的结论,与实际工程相吻合。本文的研究内容包括:对渣浆泵的清水流场进行多工况的计算,包括建立模型,划分网格,采用比较成熟的κ-ε模型来封闭求解N-S方程。对封闭的方程组进行数值求解,采用有限差分法进行离散,压力修正使用了SIMPLEC算法。本文对渣浆泵的在5个工况下(包括设计工况)的清水流场进行了计算,得到了描述流场的速度、压力、紊流强度等参数场的分布情况,最后计算了泵的运行性能曲线来校核计算的可靠性。在清水流场计算的基础上,采用拉格朗日法计算出多种情况下颗粒的运动轨迹,给出了颗粒运动的直观表示,研究了离心式渣浆泵内固体颗粒的运动规律。通过对不同影响因素的考察,分析了颗粒直径、密度等变量对固体颗粒在渣浆泵内的运动轨迹的影响。与此同时,本文还对不同工况下颗粒的运动轨迹进行了模拟和分析。本文总结了渣浆泵内流体和颗粒的运动规律,能够合理的解释渣浆泵的磨损问题,为改善渣浆泵的磨损和改良渣浆泵的设计提供了依据,并为进一步研究离心泵内的固液两相流动打下了基础。
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