含沙水下单级双吸离心泵叶片磨损特性分析-论文.pdf

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1、第4O卷第4期兰州理工大学学报V0L40No．42014年8月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyAug．2014文章编号：1673-5196(2014)04-0056-06含沙水下单级双吸离心泵叶片磨损特性分析刘在伦h，张楠，程效锐，申立新，赵伟国h(1．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050；2．兰州理212大学温州泵阀工程研究院，浙江温州325105)摘要：为了研究含沙水下单级双吸离心泵叶轮的磨损规律，采用比转速相等原则，用相似换算法将AS150-365原型泵转换为模型泵．基于Mixture多相流模型和标准k-~湍流模型，

2、并结合SIMPLEC算法，在清水介质和固液两相流介质条件下对模型泵内部流动进行全流道三维定常数值模拟，分析在不同的初始固相体积分数和粒径下，叶片工作面和背面的固相相对速度和固相浓度的变化情况，并对叶轮的磨损量进行计算．通过对输送清水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果的对比，间接的验证了数值计算方法的可靠性．研究表明，随着粒径和固相体积分数的增大，叶片背面的固相相对速度和固相浓度较工作面高，从前盖板到后盖板固相相对速度和固相浓度是逐渐增高的；叶轮主要磨损部位在叶片背面的中后部，尤其是出口处．该研究对于分析叶轮磨损机理和优化叶轮设计来预防磨损有一定的参考价值．关键词：单级双吸离心泵；

3、叶轮；数值模拟；固液两相流；磨损量中图分类号：TH311文献标识码：AAnalysisofabrasioncharacteristicsofdouble-suctioncentrifugalpumpbladeinsand-ladenwaterflowIIUZai—lun，ZHANGNan，CHENGXiao-rui，SHENLi—xin，ZHAOWei—guo'。(1-CollegeofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniv．ofTeeh．，Lanzhou730050，China；2．Wev-zhouValveEngineeringResearc

4、hInstitute，I且nzhouUniv．ofTec1．，Wenzhou325105。China)Abstract：Inordertostudytheabrasionpatternofthesingle-stagedouble-suctioncentrifugalpumpim—pellerinsand-ladenwaterflow，maketheAABSI50-365prototypepumpisconvertedtothemodel—pumpbasedontheprincipleofequalspecificspeedandapplyingsimilarconversionm

5、ethod．BasedonMixturemodelformulti—phaseflowandusingSIIVLPLECalgorithmandstandardturbulencemode，thefreshwaterandsolid—liquidtwo-phasefull-passagethree-dimensionalstationaryflowinadouble—suctioneentrif—ugalpumpisnumericallysimulated．Thevariationofsolid-phaserelativevelocityandconcentrationonblad

6、epressureandsuctionsidesisanalyzedinthecaseofdifferentsolidvolumefractionandparticlediame—ters，andtheabrasionlOSSoftheimpellerisalsoevaluated．Bycomparingtestdatatonumeriealsimula—tiondataoffreshwaterpump，thereliabilityofnumericalmethodisindirectlyverified．Itisshownbythestudythatwiththeincrease

7、ofparticlediametersandsolidvolumefraction，therelativevelocityandthesolid-phaseconcentrationonthebladesuctionsurfaceishigherthanthatonthepressuresurface，andtheyincreasegrad—uallyfromthefrontshroudtothebackshroud．Thebadlywornpartsonthebla