中浓浆泵湍流发生器设计及泵气液分离的研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要本文在国家科技支撑计划项目“典型工业流程泵输送系统关键技术及运行节能策略”(编号：2011BAFl4802)，江苏省科技工业支撑计划项目“离心式中浓纸浆输送系统关键技术研究及产品开发”(编号：BE2010171)的资助下开展工作。中浓制浆技术可以减少制浆过程中的用水量和造纸废水排放量，有利于环境保护。离心式中浓浆泵是实现中浓输送的主要部件，与普通低浓浆泵相比，中浓浆泵增加了湍流发生器和除气装置。湍流发生器实现中浓纸浆悬浮液的流体化和气液分离，除气装置将汇聚在叶轮低压区的气团排出，使泵J下常工作。本文研究分析了

2、中浓纸浆的流动特性，对离心式中浓纸浆泵湍流发生器的设计及泵气液分离进行了研究。具体研究内容如下：1．对中浓纸浆悬浮液的流动特性进行了研究。通过分析其流动特性，确定了中浓纸浆在管道流动ql的流体化临界条件，得出不同浓度下的中浓纸浆实现流体化的临界剪切速度，总结归纳了质量浓度5‰16％的中浓纸浆的含气率等参数，分析中浓纸浆悬浮液中的气体含量对中浓浆泵性能的影响。2．建立了中浓浆泵螺旋叶片式湍流发生器的设计方法。提出了一种等螺距与变螺距相结合的湍流发生器叶片型线，能实现中浓浆泵湍流发生器的喂料，流体化和气液分离功能，推导出了叶片型线的型线

3、方程，并确定了湍流发生器其它结构参数的设计方法。依据型线方程设计了四种湍流发生器。3．对比了叶片型线对湍流发生器水力性能和气液分离效果的影响。应用CFD软件ANSYSCFX，采JIJRNG抽湍流模型，欧拉气液两相流模型，以含气率10％的纸浆为介质，对四利一湍流发生器的气液两相流场进行了数值模拟，预测了四种设计型线下的湍流发gi器流场的水力性能，并通过对比湍流发生器截面和表面的气相分布情况，分析了四种湍流发生器的气液分离效果。结果表明，湍流发生器采用等螺距与变螺距棚结合的叶片型线时，即方案一时，具有较好的水力性能和气液分离效果。4．模

4、拟研究了流量；：和转速对湍流发生器气液分离效果的影响。对比方案一湍流发生器表面的气相分斫J，分析了流量和转速对湍流发生器气液分离效果的影响。中浓浆泵湍流发生器的设计及泵气液分离研究结果表明，减小流量或提高转速可明显改善湍流发生器的气液分离效果。5．模拟研究了中浓浆泵的排气过程，提出改善中浓浆泵排气效果的方法。模拟了带湍流发生器的中浓纸浆泵的气液两相流场，得到中浓浆泵的水力性能，并与实际运行工况进行了对比。通过数值模拟分析了气团在浆泵转子(泵叶轮和湍流发生器)内的分布，验证了中浓浆泵排气的工作原理；通过改变中浓浆泵立管液位和泵排气口的

5、压力，对比浆泵排气口出水量和含气率等参数，预测中浓浆泵的排气效果，研究了立管液位和除气真空泵的真空度对浆泵排气性能的影响。结果表明，降低立管液位可以减少排气口的出水量，配置真空泵可以改善中浓纸浆泵的排气效果，但除气真空泵应保持在较低的真空度。关键字：中浓纸浆泵，湍流发生器，叶片型线设计，气液分离江苏大学硕士学位论文ABSTRACTnisworkispanoftheprojects”KeyTedmologyandRuIlIlingStrategyof聊icalProc髂sPumps¨supponedbyCllinaNationalKe

6、yTecbnolog)rR&DPm伊锄(No2011BAFl4802)，”R&DofMediumC0nsist∞cyPulpC伽td向galP啪psSyst锄”跚pponedbyJi锄g鲫Pr0VinceInd髑trialSci蛐ce&TecllIlologySupportPr0莎锄(GmtNo．BE2010171)，柚dsupponedby什AProjectFundcdbytlleP—orityAcad锄icPr0伊锄DeVelopm饥tofJi锄gsuHi曲erEducati∞111stitutions”．Themedi啪con

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