论文部分内容阅读
凸轮转子泵属于典型的容积式的回转机械。现已广泛应用于石油化工、日用化工、环保、造纸、制药、冶金等多个领域。而在这些应用中输送的介质往往是多相流且介质中往往含有大量的颗粒,这些颗粒可能会对泵内部的部件造成磨损。通常把不同相的流体混合在一起(两种或两种以上)的流动称为多相流,其流动性要比单向流复杂得多。所以,为了更深一步地了解凸轮转子泵内部流场规律,就必须对输送多相流介质的内部流场进行研究。本文采用数值模拟来分析凸轮转子泵内部固液两相流动的规律,建立了凸轮转子泵的流道计算模型,使用FLUENT软件分别对凸轮转子泵在输送清水介质和两相流介质下的内部流场进行数值模拟。对比分析了在旋转一个周期内输送清水介质和两相流介质泵内部压力场和速度场的分布情况以及不同颗粒浓度和颗粒直径大小对固液凸轮转子泵内部流场的影响,为日后实验提供了理论依据。本文的工作主要如下：1.详细论述了国内外学者关于凸轮转子泵的发展状况以及固液两相流方面的相关研究概况。2.把简化的三维计算模型导入ICEM软件进行网格划分,并进行网格光顺,使得网格满足后续计算要求。之后把网格文件导入FLUENT软件,采用RNG k-ε湍流模型、PISO算法和耦合隐式求解器,压力项采用PRESTO!格式离散,其余采用二阶精度的格式离散的方法。3.运用AUTOCAD软件精确地绘制了凸轮转子泵转子的二维模型,导入PROE软件进行转子的三维造型,最后绘制出出入、口和泵外壳。导入ICEM专业划分网格软件进行网格划分。最后将划分完毕的mesh文件导入到FLUENT里进行清水和含颗粒水模拟分析,并进行对比分析。4.通过数值模拟得出了在输送两相流介质时,一个周期内随着颗粒直径和浓度的变化,泵内壁及转子表面的磨损类型会发生改变。随着颗粒直径和颗粒浓度增加,磨损类型由滑动磨损慢慢转变为冲击磨损,加剧了内壁及转子表面的磨损。尤其是在大直径、高浓度颗粒下,转子齿顶和啮合处附近会有局部磨损的现象,为进一步深入研究固液凸轮转子泵磨损机理以及优化提供了参考。