变曲率流道内颗粒与壁面碰撞磨损研究

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:变曲率流道内颗粒与壁面碰撞磨损研究英文论文题目:Studyonthecollision-abrasionmechanismofsolid-liquidtwo-phaseflowinvariablecurvaturepipe学科专业：流体机械及工程作者姓名：项佳梁指导教师：李昳完成日期：2018年4月18日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果，论。除了文中特别加以标注和致谢的地方外文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：Ａｉｔｌ：／》签字日期：ｙ年ｇ月Ｊ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学

3、位论文作者签名：签字日期：知以年ｇ月Ｊ日导师签名：？／签字日期：ｙｓ年／月ｉ日变曲率流道内颗粒与壁面碰撞磨损研究Studyonthecollision-abrasionmechanismofsolid-liquidtwo-phaseflowinvariablecurvaturepipe浙江理工大学硕士学位论文变曲率流道内颗粒与壁面碰撞磨损研究摘要本研究得到浙江省自然科学基金资助，项目编号为No.LZ15E090002。泵是流体输送的动力核心，固液泵因其输送的介质内存在固体颗粒，存在过流部件磨损严重、效率低的问题。但由于离心泵复杂的几何流道，加上固液两相介质的多样性，导

4、致对其进行研究较为困难。为更好揭示大颗粒固液混合物输时泵流道内混合物的流动和冲蚀磨损机理，本文采用简化模型的方法，将叶轮叶片型线作为管道型线，设计变曲率流道。以变曲率弯管为研究对象，借鉴管道分析方法，采用高速摄影技术、冲蚀磨损实验、CFD-DEM耦合计算方法对弯管内的固液混合物流动及冲蚀磨损机理展开研究。以下为主要研究内容：（1）总结了固液两相流动机理及其对过流面的冲蚀磨损研究现状；介绍了旋转机械内部流动简化研究的发展，发现旋转和叶片型线是影响叶轮内部流动的两大关键因素；介绍了离散元方法基础理论及其发展应用。（2）设计搭建了变曲率弯管高速摄影实验台，并开展了弯管内部大颗粒运动可视化实

5、验；采用Matlab软件对图像进行数据提取，研究颗粒密度、壁面材料、入射位置、流体速度等因素对颗粒运动轨迹及运动速度的影响。（3）设计搭建了冲蚀磨损实验台，并开展了弯管壁面磨损实验；分析了壁面的磨损量随混合物质量浓度增加的变化；分析了磨损片表面磨损形貌及成因。（4）介绍了CFD-DEM耦合方法模型中连续相控制方程，离散相颗粒运动控制方程；分析了数值模拟结果，补充说明了混合物中颗粒在弯管内速度变化，弯管内流体流动对颗粒运动的影响。关键词：大颗粒固液两相流；可视化实验；流动机理；冲蚀磨损机理；CFD-DEM模拟I浙江理工大学硕士学位论文变曲率流道内颗粒与壁面碰撞磨损研究AbstractT

6、hispaperiscarriedoutbasedontheZhejiangProvinceNaturalScienceFoundation(No.LZ15E090002).Pumpisthepowercoreoffluidtransportation.Whiletransportingsolid-liquidflows,impactbetweenparticlesandflow-passagepartswillcausesevereerosivedamageandlowefficiency.Butforthecomplexstructureofimpeller,thestudyon

7、twophaseflowinitisdifficult.Inordertorevealthewearmechanismoflarge-particlesolid-liquidflowintheimpeller,theimpellerpassagewassimplifiedtothevariablecurvatureflowpassage.Thepipelineofthevariablecurvatureflowchanneladoptedtheimpell