離心式低濃紙漿泵壓力脈動的研究及數(shù)值模擬.pdf

1、離心泵結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率也比較高，被廣泛應(yīng)用于冶金、造紙、排灌等各行業(yè)。在造紙業(yè)中，隨著人們對紙張質(zhì)量和產(chǎn)量日漸高標(biāo)準(zhǔn)的需求，工藝流程中越來越多的采用低脈沖泵，低脈沖泵可以很好的降低泵出口的壓力脈動。 基于這樣的發(fā)展背景，本文重點對離心泵的壓力脈動進(jìn)行了理論分析，并且提出了改進(jìn)方案和優(yōu)化措施。同時采用數(shù)值模擬的方法對離心泵內(nèi)部三維流動進(jìn)行了計算，數(shù)值計算結(jié)果預(yù)測了優(yōu)化措施的可行性，并為低脈沖紙漿泵的進(jìn)一步發(fā)展提供了參考。本

2、文主要工作和研究結(jié)果如下： 1．通過分析離心式紙漿泵葉輪內(nèi)外的流動狀況，研究壓力脈動的產(chǎn)生機(jī)理，得出其主要影響因素為汽蝕、回流、渦流、葉輪葉片以及蝸殼隔舌的相互干擾等。 2．分析降低離心泵壓力脈動的主要途徑，并從過流部件水力設(shè)計的角度，提出了優(yōu)化葉片排序方式、改變?nèi)~輪葉片形狀、增大基圓尺寸、改變隔舌構(gòu)型等優(yōu)化方案，理論分析這些優(yōu)化方案的可行性及其對降低壓力脈動的意義。 3．對離心泵內(nèi)部流場建立三維流動模型。由于計

3、算區(qū)域模型的復(fù)雜性，選擇在PRO/E中建模，并導(dǎo)入GAMBIT進(jìn)行網(wǎng)格劃分?？紤]葉輪和蝸殼內(nèi)部不同的流動，最終采取對模型分區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界設(shè)置，獲得比較滿意的網(wǎng)格質(zhì)量和較快的收斂速度。 4．采用CFD軟件FLUENT進(jìn)行計算模擬。采用RNG K-ε湍流模型，有限容積法求解N-S方程，在定常求解穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，再轉(zhuǎn)為非定常進(jìn)行研究，捕捉不同時間和葉輪位置時的各個流動參數(shù)。 5．利用FLUENT的后處理功能，導(dǎo)出不同時間和