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大功率泥泵空化性能研究

章小松

   泥泵广泛应用于江河湖泊的清淤以及河道的疏浚和维护工作之中。泥泵工作时,由于某些因素的影响,引起空化作用。空化发生后,泥泵产生噪声和振动,导致其工作效率显著下降,严重时甚至无法正常工作。因此,如何提高泥泵的空化性能是流体机械领域的一个重要研究方向。 随着计算机性能的不断提高以及计算流体力学技术的发展,数值模拟成为了设计泥泵和分析泥泵内部流场的一种重要方法。数值模拟可以大大的减少试验的工作量,并且能对试验中无法测量的数据进行预估,缩短工作时间,提高工作的可靠性和经济性。 本文以计算流体力学为基础,应用商业CFD软件FLUENT对泥泵流道内的空化流场进行了数值模拟。选取三种典型工况:设计流量Q_1 = 5000 m~3/h、小流量Q_2 = 3000 m~3/h以及大流量Q_3 = 7000 m~3/h。选择两种泥浆浓度:10%和20%,当泥浆浓度一定时,假定泥浆中固体颗粒直径为10mm和20mm两种情况分别计算。通过分析计算结果发现:⑴泥泵的进口段和蜗壳内压力较高,没有空化发生,叶轮流道内靠近前盖板叶片背面进口稍后处,存在低压区,空化作用明显。⑵大流量工况下,泥泵叶轮流道内低压区的面积远大于设计流量和小流量工况,这说明泥泵在大流量工况下工作时更容易发生空化。⑶改变泥浆浓度,发现10%泥浆浓度时叶轮流道内低压区的面积小于20%泥浆浓度时的面积。⑷同一泥浆浓度时,固体颗粒直径为10mm时叶轮流道内低压区的面积小于直径为20mm时的面积。 论文最后总结了流量、泥浆浓度、泥浆中固体颗粒直径对泥泵空化性能的影响并提出改进设想和展望。……   
[关键词]:泥泵;空化;数值模拟;CFD
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工程大学2010年
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