基于數(shù)值模擬的礦用潛水排沙泵的研究.pdf

1、近年來,隨著我國(guó)能源需求的增加,國(guó)家對(duì)煤礦建設(shè)的投入力度不斷加大,“十二五”期間,我國(guó)將加快對(duì)全國(guó)14個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地的建設(shè)。隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)煤礦排水設(shè)備的需求也日益增多。BOS型礦用潛水排沙泵適用于輸送含有泥沙、渣漿、纖維等懸浮固體顆粒的混合污水或者有一定腐蝕性的液體,是一種大功率排水設(shè)備,應(yīng)用于煤礦、冶金、電力、建材等工礦企業(yè),或含有瓦斯等易燃易爆氣體的場(chǎng)所,有著較為廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文結(jié)合山東某企

2、業(yè)生產(chǎn)的BQS100-550-315N型礦用潛水排沙泵,設(shè)計(jì)了一臺(tái)礦用潛水排沙泵,并首次對(duì)多級(jí)礦用潛水排沙泵內(nèi)部固液兩相流場(chǎng)和全流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論有:
　　 (1)設(shè)計(jì)。根據(jù)礦用潛水排沙泵的使用情況,以BQS100-550-315N型礦用潛水排沙泵為研究對(duì)象進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和水力設(shè)計(jì)。在礦用潛水排沙泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,包括泵的整體結(jié)構(gòu),泵葉輪級(jí)數(shù),迷宮式平衡鼓軸向力平衡裝置的設(shè)計(jì)等。礦用潛水排沙泵的水力部件設(shè)

3、計(jì)主要包括葉輪水力設(shè)計(jì)和導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)。
　　 (2)網(wǎng)格模型。利用ICEMCFD網(wǎng)格技術(shù)對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,選擇了五組不同尺寸下的網(wǎng)格模型進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,分別比較了五種不同網(wǎng)格尺寸下礦用潛水排沙泵在大流量、小流量和設(shè)計(jì)流量時(shí)所對(duì)應(yīng)的泵的揚(yáng)程、效率,五種不同網(wǎng)格尺寸下泵的流量-揚(yáng)程曲線,通過綜合比較,選取了最佳網(wǎng)格數(shù)量的網(wǎng)格模型進(jìn)行后續(xù)研究。
　　 (3)泵水力部件內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算。用FLUENT軟件中的RNG湍流模型

4、進(jìn)行泵內(nèi)部清水流場(chǎng)計(jì)算,用FLUENT軟件中的Mixture多相流模型進(jìn)行泵內(nèi)部固液兩相流場(chǎng)值數(shù)值計(jì)算,分析了不同工況下葉輪和導(dǎo)葉流道內(nèi)的流動(dòng)狀況,不同顆粒直徑對(duì)顆粒分布的影響,對(duì)泵外特性的影響;不同體積分?jǐn)?shù)對(duì)顆粒分布的影響,對(duì)泵外特性的影響;變工況對(duì)顆粒分布的影響。
　　 (4)全流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算和泵外特性預(yù)測(cè)。在對(duì)泵前兩級(jí)葉輪清水流動(dòng)和固液兩相流動(dòng)分別進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上,對(duì)泵全流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,在數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)泵的