后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟

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1、2015年2月第33卷第2期Feb．2015Vol．33No．2doi:10．3969/j．issn．1674－8530．14．0050后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟程成，施卫东，张德胜，曹卫东，邢津程成(江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心，江苏镇江212013)摘要:基于Particle模型，采用SIMPLEC算法、多重参考坐标系法对后掠式双叶片污水泵固液两相流场进行数值模拟．液相采用标准k－ε双方程湍流模型，固体颗粒采用离散相零方程模型，分析了固相颗粒体积浓度分别为5%，10%，15%，2

2、0%，颗粒粒径分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0mm时，固相颗粒在泵内的分布情况及其滑移速度的大小，从而进一步研究泵内过流部件的磨损情况，并探讨了颗粒浓度及大小对泵水力性能的影响规律．结果表明，颗粒直径一定时，随固相体积浓度的增大，颗粒运动轨迹偏向叶片吸力面;叶片压力面及吸力面尾部的后盖板处固体颗粒滑移速度增加明显，该处壁面产生磨损，因此设计时后盖板处应加厚;固体颗粒的粒径及固相体积浓度对泵水力外特性有着不同程度的影响，粒径增加，泵扬程、效率均下降;固相体积浓度增加，泵扬程增加、效率下降．样机试验表明

3、:额定工况下效率为80%，扬程为11m，设计合理，达到国内污水泵设计的领先水平．关键词:后掠式双叶片;污水泵;固液两相流;流动规律;磨损中图分类号:TH312文献标志码:A文章编号:1674－8530(2015)02－0116－07程成，施卫东，张德胜，等．后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟［J］．排灌机械工程学报，2015，33(2):116－122．ChengCheng，ShiWeidong，ZhangDesheng，etal．Numericalsimulationofsolid－liquidtw

4、o-phaseturbulentflowofswept-backdoublebladessewagepump［J］．JournalofDrainageandIrrigationMachineryEngineering(JDIME)，2015，33(2):116－122．(inChinese)Numericalsimulationofsolid－liquidtwo-phaseturbulentflowofswept-backdoublebladessewagepumpChengCheng，ShiWeidong，Z

5、hangDesheng，CaoWeidong，XingJin(NationalＲesearchCenterofPumps，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China)Abstract:Three-dimensionalsimulationwasperformedforthesolid－liquidturbulentflowinswept-backdoublebladessewagepumpwithParticlemodelandSIMPLECalgorithm

6、usingANSYS－CFXsoftware．Thecouplingofimpellerandvoluteisestablishedusingmultiplereferenceframe．Thek－εdoubleturbulencemodelwasappliedtopredicttheliquid-phase，andanalgebraicnamedthedispersedphasezeroequationwasadoptedtopredictthesolid-phase．Underthesolidvolumef

7、ractionof5%，10%，15%and20%，theeffectoffivedifferentsolidparticlediameters(0．2，0．4，0．6，0．8，1．0mm)ontheparticledistributioninthepump，solidparticleslipvelocity，thewearandtearofflowcomponents，andtheinfluencelawofpumphydraulicoverallperformancewerestudied．Underthe

8、so-lidvolumefractionof5%，10%，15%，20%．Theresultsshowthatwiththeincreaseofsolidvolumefraction，particletrajectoryisbiasedtowardthebackofsuctionside．Slipvelocityofsolidparticleis收稿日期:2014－04－17;网络出版