基于固液两相流的纸浆泵磨损预测

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1、2015年2月第33卷第2期Feb．2015Vol．33No．2doi:10．3969/j．issn．1674－8530．14．0048基于固液两相流的纸浆泵磨损预测1212杨凌波，肖业祥，唐兵，王正伟(1．中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083;2．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室＆热能工程系，北京100084)杨凌波摘要:分别采用Euler－Euler和Euler－Lagrange两相流模型对离心式纸浆泵进行了数值模拟，考虑叶轮间隙流动，预测了泵的磨损特性．欧拉方法采用Particle两相流模型，壁

2、面的磨损程度与固相体积分数和滑移速度相关．拉格朗日模型采用Finnie磨损预估模型．开式叶轮纸浆泵多个流量工况的计算结果显示，欧拉方法预测的叶片和前盖板在设计流量下磨损严重，压水室在小流量工况时磨损严重．拉格朗日方法显示叶片和前盖板的磨损最严重，磨损率随流量增加先增大后减小，压水室和后盖板的磨损率逐渐减小．2种模型预测的叶轮与前盖板磨损严重的现象与实际吻合;拉格朗日模型可定量分析磨损部位和磨损程度等特性．本研究为纸浆泵的两相流数值模拟和磨损特性研究提供了一定参考．关键词:纸浆泵;开式叶轮;固液两相流;数值模拟;磨损特性中图分类号:S

3、277．9文献标志码:A文章编号:1674－8530(2015)02－0098－06杨凌波，肖业祥，唐兵，等．基于固液两相流的纸浆泵磨损预测［J］．排灌机械工程学报，2015，33(2):98－103，127．YangLingbo，XiaoYexiang，TangBing，etal．Predictionofpulppumperosioncharacteristicbasedonsolid－liquidtwo-phaseturbu-lentflow［J］．JournalofDrainageandIrrigationMachineryE

4、ngineering(JDIME)，2015，33(2):98－103，127．(inChinese)Predictionofpulppumperosioncharacteristicbasedonsolid－liquidtwo-phaseturbulentflow1212YangLingbo，XiaoYexiang，TangBing，WangZhengwei(1．SchoolofMechanicalElectronicandInformationEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechn

5、ology，Beijing100083，China;2．StateKeyLaboratoryofHydroscienceandEngineering＆DepartmentofThermalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract:Euler－EulerandEuler－Lagrangetwo-phasemodelswereappliedtosimulatetheturbulentflowinthepulppumpandtopredicttheerosion

6、characteristicsconsideringtheimpactoftipclearance．EulermultiphasemodeluseParticlemodeltoanalyzetwo-phaseflow，thewallwearwasmainlyaffec-tedbytheslipvelocityandthefractionofvolumeofsolidparticles．LagrangemultiphasemodelwasappliedtopredictthewearquantitybasedonFinnieerosi

7、onmodel．Theresultofpulppump'sopenimpellerunderdifferentdischargeconditionsshowthat，theEulermodelpredictedbladeandfrontco-verwearseriouslyunderthedesignflowrate，casewearseriouslyunderthesmallflowrate．TheLa-grangemodelrevealedthebladeandfrontcoverwearseriously，foundthewe

8、arrateofbladeandfrontcoverincreasedandthendecreasedwiththedischargerising，thewearrateofbackcoverandcasingdecreasedgra