叶片型线改型对渣浆泵水力性能及磨损特性的影响

作     者：李晶 金慧 朱有地 胡凯 张罡肇 LI Jing;JIN Hui;ZHU You-di;HU Kai;ZHANG Gang-zhao

作者机构：兰州工业学院汽车工程学院甘肃兰州730050 

基　　金：甘肃省高等学校创新基金资助项目(2022A-167) 甘肃省高校创新创业教育教学改革研究项目(编号57) 甘肃省创新创业教育教学团队项目(编号9) 甘肃省教育厅2020年高等教育教学成果培育项目(编号192) 兰州工业学院创新创业教育教学改革研究项目(LGYCXG-22-02) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2023年第40卷第4期

页      码：600-606,624页

摘      要：渣浆泵工作过程中,浆液中的硬质固体颗粒会对泵壁面造成强烈的冲蚀磨损,导致渣浆泵效率降低,使用寿命缩短。为了解决渣浆泵效率较低、磨损速度过快等问题,采用变角螺旋线法(VASM),对渣浆泵叶轮叶片型线进行了改型设计,研究了不同颗粒粒径、浓度、密度等对不同型线渣浆泵性能的影响。首先,介绍了变角螺旋线方法和离散相模型,对数值计算模型进行了验证;然后,在叶轮前、后盖板和叶片型线不变的前提下,采用变角螺旋线法对LC100/350型渣浆泵叶片进行了改型设计;采用雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE耦合算法和离散相模型(DPM)对渣浆泵内部固液两相流动进行了模拟,以额定工况下泵的扬程、效率、磨损强度为改进性能指标,评估了改进效果;最后,通过CFD数值模拟方法,分析和对比了改型后各种叶型的渣浆泵扬程、效率和叶轮磨损强度。研究结果表明:相对于渣浆泵叶轮的原叶型,采用变角螺旋线法设计的渣浆泵叶轮叶片能够明显地提高渣浆泵的效率,降低叶轮的磨损强度,且对渣浆泵的扬程影响较小。虽然颗粒粒径和浓度的增大会使效率降低,磨损强度增大,颗粒粒径和颗粒浓度的变化不影响最优叶型的选择;综合考虑渣浆泵的水力性能和磨损强度,140°包角的变角螺旋线叶型为最优。

主 题 词：离心泵 变角螺旋线法 离散相模型 叶轮 磨损强度 渣浆泵扬程和效率 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2023.04.017

馆 藏 号：203121212...