非定常固液两相流对双流道泵磨损性能的影响

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液环泵内气液两相流动特性及其性能优化研究

液环泵内气液两相流动特性及其性能优化研究液环泵内气液两相流动特性及其性能优化研究摘要：液环泵作为一种常用的离心泵，广泛应用于工业生产中。

然而，在一些特殊工艺中，液环泵内常常存在气液两相流动的现象，这会导致液环泵的性能下降，甚至出现故障。

本文通过对液环泵内气液两相流动特性的研究，提出了一些性能优化方法，以提高液环泵的工作效率和稳定性。

1. 引言液环泵是一种旋转式离心泵，通过液体在叶轮的作用下产生离心力，将液体从进口吸入并通过泵体输出。

液环泵通常用于供水、污水处理等方面。

然而，在一些特殊工艺中，液环泵内常常存在气液两相流动的现象。

如何研究液环泵内气液两相流动特性并优化其性能成为一个重要的问题。

2. 液环泵内气液两相流动特性液环泵内气液两相流动是指液体被气体包裹，形成一个空气腔，进而影响泵的工作效率和稳定性。

液环泵内气液两相流动的特性主要包括两个方面：气液混合程度和气体压力。

气液混合程度反映了液环泵内气液两相的分布情况，通常通过气体持续存在的时间来衡量。

气体压力则是指液环泵内气体的压强，会直接影响泵的输出功率。

3. 液环泵内气液两相流动的影响气液两相流动对液环泵的性能有着重要的影响。

首先，气液两相流动会降低液环泵的工作效率。

在气液两相流动的情况下，气体的存在会导致离心力减小，进而降低了泵的抽送能力。

其次，气液两相流动还会影响液环泵的稳定性。

气体的存在会导致泵内压力的不稳定，从而引起振动和噪声，甚至造成泵的故障。

4. 液环泵内气液两相流动的性能优化方法为了提高液环泵的工作效率和稳定性，需要采取一些性能优化方法。

首先，可以通过改进液环泵的内部结构，减少气液两相的混合程度。

例如，增加叶轮和泵体之间的间隙，使气体更容易排出。

其次，可以通过增加液体的供给量，降低气体的压强。

在液环泵内产生足够的液体压力，可以有效减少气体的存在。

最后，可以通过增加液体的循环量，提高液体对气体的冲击力，从而快速清除气体。

5. 实验验证及分析为了验证性能优化方法的有效性，进行了一系列液环泵内气液两相流动的实验。

固液两相流离心泵磨损机理和叶轮设计方案

陈红生朱祖超王乐勤(浙江大学化工机械研究所)关键词固液两相流，离心泵，磨损，设计。

本文于1999年2月23日收到。

目前固液两相流离心泵广泛应用于江、河、湖泊的开挖、清於，疏浚等水利工程。

98年的特大洪水使全国各地都把兴修水利当作一件大事来抓，而江河湖泊的清於疏浚被大家公认为最有效的措施之一，因此固液两相流离心泵的研究开发越来越受到重视。

由于江河湖泊的水流中含有大量泥沙，在实际应用中，固液两相流离心泵的过流部件都存在严重的磨损，严重影响设备的正常运行和安全生产。

本文根据对离心泵磨损的研究，认为颗粒的运动轨迹、速度及分布与泵内流场有很大关系，而这些因素极大地影响了离心泵的磨损，因此有必要深入研究固液两相流离心泵内流场对磨损的影响。

1 离心泵内磨损机理1.1 离心泵磨损研究情况应用表明：叶轮是固液两相流离心泵内磨损最严重的零件，而叶轮出口处又是叶轮中磨损最严重位置之一，磨损后的出口端部极薄，呈锯齿状。

叶片工作面与后盖板相交棱角处有很深的条形沟纹，这种条形沟在叶片工作面的不同部位深度和宽度不同，一般在叶轮出口附近最深，甚至有可能使叶片或后盖板洞穿。

叶片非工作面上有凹凸不平的麻坑，但相对工作面磨痕较浅。

叶片入口附近有带形凹坑，个别凹坑很深甚至使后盖板洞穿而导致叶轮失效。

叶轮前后盖板内表面有颗粒滑痕，除靠近叶片工作面位置外，磨损较轻；外表面光滑、有均匀磨损痕迹。

叶轮磨损状况如图1。

图1 叶轮颗粒运动和磨损情况图2 离心泵内的尾流近十几年来，国内外多名学者进行了离心泵叶轮磨损进行了研究。

但他们基本上都是通过对固体颗粒在叶轮中的运动轨迹的分析和用数值分析的方法来研究叶轮的磨损。

因此，形成了几种不同的结论：(1)沙利亚、苏波隆、朱金曦和赵敬庭等进行了实验或计算，认为颗粒质量越大，其运动轨迹越偏离叶片工作面[1]，该观点为较多学者认同；(2)赫比奇、赵振海则认为颗粒质量越大，其运动轨迹越靠近叶片工作面[2]，支持该观点的学者不多，但有一些实验证实；另外，日本学者板谷树认为质量对其运动轨迹的影响不大[3］，但赞同者极少。

基于固液两相流的纸浆泵磨损预测

基于固液两相流的纸浆泵磨损预测杨凌波;肖业祥;唐兵;王正伟【期刊名称】《排灌机械工程学报》【年(卷),期】2015(33)2【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.【总页数】7页(P98-103,127)【作者】杨凌波;肖业祥;唐兵;王正伟【作者单位】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083;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;中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083;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【正文语种】中文【中图分类】S277.9【相关文献】1.基于两种固液两相流模型的渣浆泵叶片磨损预测 [J], 罗亮;张师帅2.基于DPM模型的离心泵非定常固液两相流及磨损计算 [J], 黄思;邹文朗;周锦驹;何东萍;彭天阳3.基于Particle模型固液两相流离心泵流场数值模拟 [J], 汪家琼;蒋万明;孔繁余;屈晓云;宿向辉4.基于Particle模型轴流泵固液两相流数值模拟和磨损特性研究 [J], 徐杰;陈松山;沈家伟;吴志峰;钱忠裕;周晓润5.基于全因子试验碱液循环泵固液两相流数值计算与性能预测 [J], 李伟;王磊;施卫东;常浩;吴普;曹卫东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于液固两相流的某驻退机冲蚀磨损过程模拟研究

ｃｈａｍｂｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｄｄｙｖｉｓｃｏｓｉｔｙｃｈａａｓａｎｄｔｈｅｅｒｏｓｉｏｎｐａｔｒｉｃｌｅｔｒａｊｅｃｔｏｉｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍ
ｐｈａｓｅｍｏｄｅｌ（ＤＰＭ）ａｎｄｔｈｅＲＮＧｋ．￡ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｂｙｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｌａｌｆｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＵＥＮＴ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌ
Ｌｉｑｕｉｄ．ＳｏｌｉｄＴｗｏ．ｐｈａｓｅＦｌｏｗ
ＤＩＣｈａｎｇｃｈｕｎＧＵＺｈａｏｑｉａｎｇＣＵｌＫａｉｂｏＳＵＮＹｅｚｕｎ
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯｒｄｎａｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＨｅｂｅｉ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｒｉｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＤｅｌｅｇａｔｉｏｎＯｉｃｆｅＬｏｃａｔｅｄａｔＦａｃｔｏｒｙＮｏ．２４７，ＴａｉｙｕａｎＳｈａｎｘｉ０３０００９，Ｃｈｉｎａ）

固液两相离心泵内部非定常流动特性研究

Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙｌｆｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｏｌｉｄ —ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ —ｐｈａｓｅｐｕｍｐ，ｓｌｉｄｉｎｇｇｒｉｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．ｔｈｅＲＮＧＫ一８ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄＡｌｇｅｂｒａｉｃｓｌｉｐｍｉｘｔｕｒｅｍｏｄｅｌｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙｔｕｒｂｕｌｅｎｔｌｆｏｗｉｆｅｌｄｉｎａｈｉｇｈｓｐｅｃｉｉｆｃｓｐｅｅｄｓｏｌｉｄ — ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ —ｐｈａｓｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｎｇｌｅ —ｐｈａｓｅｗａｔｅｒｗｅｒｅｃｏｍｐｒｅａｄ．Ａｎｄｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙｌｆｏｗａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｎｆｏｒｔｈｅｓｏｌｉｄ —ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ — ｐｈａｓｅｍｉｘｔｕｒｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｐｕｍｐｈｅａｄ，ｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｓｈａｆｔｐｏｗｅｒｓｈｏｗａｓｉｎｅｗａｖｅｆｅａｔｕｒｅｓｉｎａｒｕｎｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｔｔｈｅｏｕｔｌｅｔｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｓｈｏｗｃｙｃｌｉｃａｌｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｓｔａｔｏｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ．Ｔｈｅｗｅａｒｏｆｉｍｐｅｌｌｅｒｉｓｓｅｒｉｏｕｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｖｏｌｕｔｅｗａｌ１．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｒｕｌｅｓｐｒｏｖｉｄｅｈｉｇｈｓｐｅｃｉｉｆｃｓｐｅｅｄｓｏｌｉｄ — ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ — ｐｈａｓｅｃｅｎｔｉｒｆｕｇａｌｐｕｍｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｗｅａｒｒｅｄｕｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄ — ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ — ｐｈａｓｅｌｆｏｗ；ｕｎｓｔｅａｄｙ；ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓ；ｎｕｍｅｒｉｃｌａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｗｅａｒｐｒｏｐｅｒｔｙ

液_固两相流冲蚀磨损机理及材料应用现状

收稿日期:2005204227; 修订日期:2005205212作者简介:陈　茜(19772　),四川中江人,助理工程师.从事技术管理工作1铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GY Vol.26No.6J un.2005液/固两相流冲蚀磨损机理及材料应用现状陈　茜1,鲍崇高2(1.甘肃省金川集团有限公司,甘肃金昌737104;2.西安交通大学材料科学与工程学院,陕西西安710049)摘要:冲蚀磨损存在的工况多,材料失效和工业工程破坏严重。

通过分析液/固双相流过流部件的材料应用及发展现状,冲蚀磨损机理研究现状等,对指导该工况下材料设计、性能研究,特别是新型抗冲蚀磨损材料的应用等至关重要。

关键词:冲蚀磨损;机理研究;材料应用中图分类号:T G174.1 文献标识码:A 文章编号:100028365(2005)0620548203Mechanism and Materials Application by Liquid 2Solid Du al PhaseE rosion Wear and Its R esearch AdvancesCH EN Qian 1,BAO Chong 2gao 2(1.Gansu Jinchuan Group Ltd.,Jinchuan 737104,China ;2.School of Material Sci.&Eng.,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049,China )Abstract :Erosion 2wear conditio n exist in many industry ,and materials failure and engineering dest royed are serious.In t his paper ,mechanism research and materials application by liquid 2solid dual p hase ero sion wear and it s research advances have been systematically st udied ,and it is very important to guidance materials design and performance st udy ,especially new materials application wit h resistant erosion wear.K ey w ords :Ero sion 2wear ;Mechanism research ;Materials application 1　工程背景冲刷腐蚀(Ero sion 2Corro sion )是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象[1],是材料受冲刷和腐蚀协同作用的结果。

双叶片离心泵内固液两相流压力脉动研究

双叶片离心泵内固液两相流压力脉动研究刘和明【摘要】双叶片固液两相流离心泵送广泛应用于农业、电力、环保、食品及采矿等行业.采用mixture模型对双叶片离心泵固液两相流进行了非定常瞬态模拟,研究了工况和颗粒物性(固体颗粒的直径、密度和体积分数)对泵内压力脉动的影响.结果表明:与输送清水相比,不同流量下加入适当的颗粒能够降低蜗壳周向及隔舌顶端处压力脉动,最大降幅达39.62％;随着颗粒粒径的增大,蜗壳压力脉动先增大后减小;随着颗粒密度和颗粒体积分数的增大,蜗壳内压力脉动均逐渐增大,最大增幅分别为5.32％和6.97％;隔舌顶端处压力脉动随颗粒密度的增加而增大,但随颗粒粒径和体积分数的增大,均呈现先增大后减小的趋势;隔舌顶端处的流动冲击会降低压力脉动的主频.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】8页(P47-53,56)【关键词】双叶片泵;颗粒物性;压力脉动;固液两相流;数值模拟【作者】刘和明【作者单位】明光市留香泵业有限公司,安徽滁州 239400【正文语种】中文【中图分类】TH3110 引言双叶片固液两相流离心泵作为输送固体颗粒的重要设备，在农业、能源、化工、环保、土建等行业都有广泛的应用。

压力脉动是影响双叶片泵稳定运行的重要因素之一，也是目前泵行业的研究热点。

R.Barrio等[1]通过改变叶轮外径和叶轮与隔舌的间隙，用数值模拟和试验研究了离心泵隔舌处压力脉动特性和径向力特性。

马新华等[2]研究了导叶叶片数对多级离心泵压力脉动的影响，结果表明导叶数对离心泵内压力脉动影响较大，导叶内各监测点的压力脉动幅值随导叶叶片数的增加而增加．周玉林等[3]研究了偏离工况下离心泵的压力脉动和振动影响，研究指出大流量偏离工况下离心泵内部各部分压力脉动特性与设计工况基本相同，而小流量偏离工况下在叶轮出口压力脉动幅值有所增大。

而对双叶片泵的研究主要集中在对泵的优化设计方面，王凯[4]基于叶轮关键几何参数建立了双叶片泵多工况水力优化设计方法，提出多工况水力优化设计方法能用于指导双叶片泵的水力设计优化。

固液两相流离心泵叶轮磨损规律研究进展

固液两相流离心泵叶轮磨损规律研究进展张寒洁，史宝成，吕义高，王　典，李经廷，覃　昊（长江大学石油工程学院，湖北武汉　４３０１００）摘　要：叶轮是离心泵的核心部件之一，也是最易磨损的零部件。

本文在详细分析国内外两相流离心泵叶轮磨损规律方面的研究成果的基础上，探讨了叶片的磨损的影响因素及产生机理，为叶轮的优化设计提供参考意义。

关键词：固液两相流；离心泵；叶轮磨损规律中图分类号：ＴＥ９７４＋．１文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７９８１（２０１８）０１—００１０—０３叶轮是离心泵的核心部件之一，液体主要是从叶轮中获取能量的。

因此在设计叶轮时应考虑在流动损失最小的情况下，单位质量的液体可以获得较高的能头［１，２］。

然而过流部件特别是叶轮是最易磨损的零部件，所以在研究泵的性能时对叶轮的磨损规律分析必不可少。

在输送液体时，固体颗粒会不断的冲击叶片，随着长时间不间断的冲刷会对叶轮造成严重的磨损。

磨损较轻时，只会在叶轮工作面上出现沿流动方向的刮痕和细小麻点，随着程度的加深，叶轮表面会被固体颗粒不断打磨使其变得光滑，当磨损严重时，叶片的工作面与后盖板的相交棱角处有很深的条形沟纹，可以发现，磨损后的叶轮出口端面会变得非常薄，呈锯齿状形态，当磨损更为严重时可使材料（对于脆性材料，如铸铁）脱落崩坏。

当泵发生气蚀时，叶轮表面会受到电化学腐蚀和机械剥削的共同作用遭到破坏。

在发生气蚀的材料表面会出现沟槽状、海绵状和鱼鳞状等形式。

在气蚀发生较严重的地方，叶片和前后盖板会被蚀穿。

国内外很多学者针对离心泵的叶轮磨损进行了深入的研究，其目的是通过研究泵的磨损机理找出磨损规律，从而优化泵的结构延长泵的使用寿命。

他们大多数的研究方法都是对固体颗粒在叶轮中的运动轨迹进行理论和实验分析，再运用数值模拟来研究叶轮的磨损规律。

国外学者涉猎此项目较国内来说较早，早在２０世纪６０年代，国外通过高速摄影和图像处理的技术来研究固体颗粒在流道内的运动规律，取得了较大的成功，同时产生了一系列具有代表性的研究成果。

液固两相流化工泵的研究和设计

液固两相流化工泵的研究与设计李志鹏１靳卫华１沈宗沼１秦武１张雨露１陈涛１曾德保２曾明２１长沙理工大学能源与动力工程学院　湖南　长沙　４１００７７
２岳阳市奥申泵业有限责任公司湖南岳阳４１４１００
摘要针对固液两相流泵固相介质对过流部件的磨损问题，在分析固液两相流流动、过流部件几何行状与磨损之关系基础上实例设计并进行试验，给出了试验结果。

文中还对液固两相流泵的轴封问题进行讨论，给出了副叶轮、副叶片及停车组合密封设计说明。

关键词两相流；泵；磨损；密封
（　ｐｓ＜　ｐｌ），固相ｐｓ＞　ｐｌ），固液混可参数的设计计算｛设计计算
－质从叶轮出ＩＩ使泵壳边壁！’形状采用梨刃
一、一Ｚｌ宝
≯（或
５４．５４５４．７４５４．７６５４．７８。

TLB350—560型脱硫泵内固液两相湍流及磨损分析

４）采用多重参考坐标系（Ｒ）ＭＦ，分别建立同叶轮旋转的动坐标系和固定在蜗壳上的不动坐标
系。
素严重影响了脱硫泵的使用寿命，从而制约电厂的
正常运行。本文基于固液两相流基础理论，应用Ｆｕｎ１ｅｔ
１２．Ｍｉｔｒｘｕｅ模型
Ｍｘｒ是一种简化的多相流模型，可以用来ｉｕｅｔ模拟相之间存在滑移速度的多相流动，但是假定了在短空间尺度上的局部平衡。相之间的耦合应当是很强的。可以用来模拟泵内固液两相流动。
＂
则，飘移速度和滑移速度的关系为：
ｎ～
一
ｋＯ０５，＝．１ｍ０２
一
ｓ＝
Ｐｄ．－￣ｑｐ一ｒｐ
ｋ
一
Ｉ广ｍ
式中１，
卜
进口速度，。０９＝．０
进口直径
由第二相（）的连续性方程，可得第二相的Ｐ
体积分数方程为：
式中ｐ一混合密度，ｋ／ｇｍ
质量平均速度，ｍｓ／
ｒ
，．
电厂烟气脱硫系统中，脱硫泵输送的浆液主要
有石灰石浆液、石膏浆液、滤液水等其它液体【ｌＪ，
基金项目：江苏省科技创新与成果转化资金项目
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（Ｅ０８８）Ｂ２０３１
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图３不同固相体积浓度纵向分布云图
２１年第１００期

固液两相流泵性能参数影响实验

固液两相流泵性能参数影响实验潘越;于明明【摘要】在工业生产领域中，固液两相流泵是运用普遍的流体机械。

泵的性能参数影响泵的效率与使用寿命，基于此，研究固液两相流的介质特性和泵结构参数对泵性能参数的影响，对测试系统中的硬件、软件系统、试验管路、关键仪器仪表的选择进行了设计搭建。

利用由LabVIEW与PLC组成的固液两相流泵性能参数的测试系统，完成固液两相流泵性能参数影响因素的判定。

%In the field of industrial production, solid liquid two phase flow pump is the most commonly used fluid machinery. Pump performance parameters affect the efficiency and service life of the pump. Based on the influence of dielectric properties of solid liquid two phase flow and pump structure parameters on pump performance parameters,the thesis designs the test system of hardware and software, test line, the key instrument of choice. Using the test system of solid liquid two phase flow pump performance parameters composed of LabVIEW and PLC,that complete determination to solid-liquid two-phase pump performance parameters influencing factors.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】4页(P45-47,85)【关键词】固液两相流泵;测试实验系统;LabVIEW;监控系统;泵性能参数【作者】潘越;于明明【作者单位】河北工程大学机电工程学院，河北邯郸 056038;河北工程大学机电工程学院，河北邯郸 056038【正文语种】中文【中图分类】TH137.51固液两相流泵是普遍用于工业生产部门的流体机械，在水利、煤炭、矿山、化工、电力、建材、土建、冶金等行业都发挥着重要作用。

固液两相流的研究现状及进展

固液两相流的研究现状及进展摘要：本文主要写了固液两相流泵在国内的研究现状以及分别从内特性、外特性两方面对国内固液两相流泵的研究进展进行分析。

文中还给出了对固液两相流动中的最佳流动模式进行了探讨及固液两相流泵常用研究方法的分析。

关键词：固液两相流泵数学模型流动模式牛顿流体1．固液两相流泵在国内的研究背景我国对液固两相流泵的研究则始于20世纪70年代末80年代初,直到80年代中期以后按两相流理论设计的泵才逐步得到应用。

经过几十年的努力,我国两相流泵技术也得到了长足的发展, 国内许多学者应用两相流理论对固液泵进行了水力设计和试验研究, 积累了许多很有价值的经验和数据, 为我国对液固两相流泵的研究开辟了广阔的道路。

2.国内固液两相流泵的研究现状固液两相流泵的基本概念通常分为两类①杂质泵，包括泥浆泵、砂泵、挖泥泵等，主要用于冶金、矿山开采、电力、煤炭、水泥等行业抽送尾矿、精矿、灰渣、煤泥、水泥等，也可用于江、河、湖、海的挖泥和疏浚。

离心式泵约占杂质泵总量的70% 左右，这类泵主要应考虑磨损问题。

市场调查发现: 上海主流泵生产企业生产的离心式的固液两相流泵主要是渣浆泵。

②无堵塞泵，包括旋流泵、单流道泵、多流道泵、螺旋离心泵和开式或半开式离心泵等，主要用于抽送污水、纸浆、纤维等，这类泵主要考虑的是堵塞问题。

由于固液两相流动的复杂性和特殊性，所以固液两相流泵在性能、噪声、寿命等方面存在着较大的缺陷。

为了克服上述缺点，国内外学者先后通过理论分析，实验研究和数值模拟等方法深入研究固液两相流泵的流动机理，优化泵的设计来提高其效率和寿命，降低噪音。

3.固液两相流泵的研究理论3.1外特性研究20 世纪30 ～ 60 年代，国外学者研究固液相的性质与外特性关系得出的主要结论是: ①泵的扬程随着浓度的增加而下降; ②泵的功率随着浓度的增大而增大; ③泵的效率随着浓度的增加而下降;④泵的最高效率点向着小流量区偏移。

固液混合物的性质( 浓度、比重、粒径) 对离心泵性能方面的影响。

两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损行为及材料失效机制

两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损行为及材料失效机制
1 前言
在现代工程领域中，液体与气体之间的混合流动现象称为两相流，包括气体-
液体两相流和固体-液体两相流。

同时，这些流体在运动的过程中，会对过流零件（如涡轮、泵、管道等）壁面产生摩擦或碰撞等力量，引发冲蚀磨损现象，最终导致材料失效。

本文将讨论两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损行为及材料失效机制。

2 冲蚀磨损行为
冲蚀磨损是指高速流体冲击过程中物体表面发生的剥落现象。

实验表明，液体-气体两相流、气体-液体两相流和气体-固体两相流中，均有各自的冲蚀磨损特性。

其中，气体-液体两相流的冲蚀磨损比其他两相流更为严重。

因为气泡可以抵消液
体-固体两相流中高速液体的冲击力，而气泡在液体内部运动时，会形成涡旋流和
共振等特殊流动状态，最终加速了壁面磨损。

3 材料失效机制
两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损分为两种形式：表面冲蚀和裂纹扩展。

表面冲蚀是表面粗糙度增加的结果，进而增强了壁面的摩擦条件，提高了噪声和振动水平。

而裂纹扩展是指流体撞击表面导致裂纹的出现和加深，最终导致材料的失效。

实验表明，裂纹扩展正是造成材料失效的主要原因。

4 防止冲蚀磨损的措施
为了减轻两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损，可以考虑以下措施：
5 结论
两相流体对过流零件壁面的冲蚀磨损是目前工程中常见的失效原因之一。

冲蚀磨损的形式分为表面冲蚀和裂纹扩展，其中裂纹扩展是造成材料失效的主要原因。

为了减轻冲蚀磨损，可以采取选择合适的材料、表面涂层、改变设计结构和使用流体调制等方式。

固液两相流的研究现状及进展

文中还给出了对固液两相流动中的最佳流动模式进行了探讨及固液两相流泵常用研究方法的分析。

离心式泵约占杂质泵总量的70% 左右，这类泵主要应考虑磨损问题。

市场调查发现: 上海主流泵生产企业生产的离心式的固液两相流泵主要是渣浆泵。

由于固液两相流动的复杂性和特殊性，所以固液两相流泵在性能、噪声、寿命等方面存在着较大的缺陷。

固液混合物的性质( 浓度、比重、粒径) 对离心泵性能方面的影响。

固液两相流离心泵破坏机理及其防治技术综述

第26卷第1期水利电力机械Vol.26　No.1　2004年2月W ATER C ONSERVANCY &E LECTRIC POWER M ACHI NERYFeb.2004　・机械设计与制造・固液两相流离心泵破坏机理及其防治技术综述The summary of the breakdown mechanism and prevention technology oftw o 2phase flow centrifugal pum p杨敦敏,陈刚,叶海燕Y ANG Dun 2min ,CHE N G ang ,YE Hai 2yan(西安理工大学水利水电学院,陕西西安　710048)(C ollege of water conservancy &hydraulic electric of X i ’an University of T echnology ,X i ’an 710048,China )摘　要:对固液两相流离心泵叶轮破坏机理研究现状进行了归类综述,对各种防护措施进行了总结,并提出了进一步研究的内容和方向。

关键词:固液两相泵;破坏机理;防治;综述中图分类号:TH311 文献标识码:A 文章编号:1006-6446(2004)01-0039-05Abstract :This article classifies and summarizes all kinds of fruit on tw o 2phase flow centrifugal pump breakdown mecha 2nism.Prevention measures are presented.Further study orientations are discussed.K ey w ords :tw o 2phase flow centrifugal pump ;breakdown ;prevention ;summary收稿日期:2003-04-03基金项目:扬州大学江苏省水利动力工程重点实验室开放课题基金资助项目(K JS03088)作者简介:杨敦敏(1973-),男,西安理工大学水利水电学院硕士研究生,主要从事多相流数值模拟、水力机械泥沙磨蚀等方面的研究。

双流道泵内部流动非定常数值的研究

２计算结果及分析
双流道象由于叶轮和蜗壳相互十涉作用使内部流场
产生１常复杂的１稳定性，Ｉ：叶轮流道内部产生很强的力
脉动。采用数值模拟的方法洲量ｒ不同工况下双流道泵叶
波动。与图４比，５相图不同时刻相同点处的力值明
叶轮和蜗壳的网格数分别为３０５、０３７７０５２８６。基于商用
ＣＤ软件ＦＵＮ，ＦＬＥＴ采用Ｓｍｌ算法求解三维不可缩雷ｉｐｅ诺时均使用Ｎｓ — 方程。湍流模型选取标准的ｋ —ｓ两方程
模型，差分格式采用二阶迎风格式，壁面采用冗滑移边界
义重大。
ｌ
图１叶轮流道轴面投影
图２双流道泵的叶轮
１计算模型和方法
１１计算模型．
１．研究对象的设计参数设计参数为流量（５．１１２０＝
ｍ，扬程Ｈ１转速ｎｌ５ｍｎ＝０ｍ，＝０／ｉ。４ｒ１．研究对象的几何参数．２１叶轮进口直径Ｄ＝５ｍ。ｍ，８
图３计算网格
出口直径Ｄ＝０ｍ，２０ｍ流道出口宽度ｂ４ｍ。￣７＝ｍ
前处理软件来完成。计算网格见罔３。
图３示的叶轮和蜗壳的网格均采用混合网格生成，所
双流道泵叶轮的二维轴面投影见图１叶轮的三维造，型见罔２其巾』Ａ’ 。（４和、和Ｂ、 ’ Ｃ和ｃ分别到点０、７－ ’ 、００６的距离都是１ｍ后面的模拟将用到这９８ｍ，个点）。１计算方法．２

基于CFD的固液两相离心泵内部流动及磨蚀特性研究

基于CFD的固液两相离心泵内部流动及磨蚀特性研究李文锋;冯建军;朱国俊;王秀玲;罗兴锜【摘要】基于Euler-Lagrange方法,采用CFX软件对抽送黄河水的离心泵内的流动进行了数值计算,根据计算结果可知在固体颗粒直径相同的情况下,随着固相体积分数的增加,离心泵的扬程和水力效率都随着固相体积分数的增加而下降,叶道间出现明显的涡流,从而使得泵性能变差.其次采用Particle模型和颗粒单向耦合模型,对离心泵抽送不同直径的泥沙颗粒的混合液进行了数值模拟,分析探讨了泥沙颗粒的运动规律和泵内部的磨损情况.结果表明:颗粒的分布与流道的布置方式、颗粒的大小均有重要关系,泵内部磨损与固体颗粒的相对速度、浓度、颗粒大小也有直接关系,叶片出水边吸力面靠近后盖板处是磨损最为严重的区域.%Firstly,the numerical simulation of internal flow of the centrifugal pump pumping Yellow River water is conducted by CFX on account of the Euler-Lagrange method in this paper,and it is found that the head and efficiency values of the pump present a continuous downward trend with increase of the solid-phase volume fraction with the same particle diameter,there appearing the obvious vortex in the blade channels which worsens the pump performance.Secondly,the particle model and one-way coupling model are adopted to conduct calculation of centrifugal pump as it pumps slurry containing solid particles with the same and different diameters respectively,with the motion law of solid particles and abrasion pattern inside the pump researched.The results show that distribution of particles are related closely to layout of the flow channel and size of particles,and that pump abrasion is affected by the relative velocity,concentration aswell as size of the solid particles,with location near the rear cover in suction surface of the outlet edge of the blade being the most seriously abraded area.【期刊名称】《西安理工大学学报》【年(卷),期】2017(033)001【总页数】7页(P46-52)【关键词】离心泵;两相流;单向耦合;磨损【作者】李文锋;冯建军;朱国俊;王秀玲;罗兴锜【作者单位】西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048;西安理工大学水利水电学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TH311泵是一种输送各种介质的动力机械,应用非常广泛,近1/4的电力消耗用于泵的运行。

固液两相流下蝶阀的磨损特性研究与结构优化

收稿日期:2018年9月1研究背景颗粒冲蚀磨损指固体表面与含有颗粒的流体接触并发生相对运动时,表面材料的损失。

在涉及固液两相流体流动的工业领域,如机械、能源、化工、环境工程等,固体颗粒对材料壁面的磨损一直是影响设备使用性能及使用寿命的一个重要因素[1]。

蝶阀作为一种结构简单的调节阀,常用于流体输送管道,被广泛应用于国民经济的各行各业。

蝶阀流体中混有的固体颗粒对蝶阀的冲蚀磨损是导致蝶阀失效的主要原因之一,蝶阀磨损不仅会影响设备寿命,而且会造成严重的安全事故[2]。

数值模拟计算不仅能弥补模型试验的缺点,而且在预测蝶阀流场特性系数的同时还能获得绕流蝶阀的流场细节,基于此可以更有效地对蝶阀结构进行优化设计[3]。

笔者借助Fluent 软件,对蝶阀的流场进行分析,从理论分析和数值模拟两方面对磨损问题展开研究,考察不同开度对蝶阀主要壁面的磨损影响,并对蝶板进行优化,延长其使用寿命,为蝶阀的进一步研究及应用提供理论基础。

2建模2.1物理模型选取DN100中线蝶阀,应用SolidWorks 软件建立三维模型。

考虑到阀门前后段的管道过短,通过蝶阀的水流扰动尚未平稳,可能导致计算结果和现实不符,因此取阀门上游管道长度为三倍管道直径、下游管道长度为七倍管道直径的蝶阀流道模型,如图1所示。

2.2数学模型任何流体运动都以质量守恒、动量守恒、能量守恒和组分守恒为基础,一般用控制方程来描述这些定律。

计算流体动力学采用数值计算方法,通过计算机求解这些控制方程,进而研究流体的运动规律[4-5]。

固液两相流下蝶阀的磨损特性研究与结构优化□郭建章□耿跃虎青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061摘要:基于Fluent 软件提供的湍流模型与离散相模型,对中线蝶阀内部流场进行了数值模拟研究,考察了阀门开度对蝶阀壁面及蝶板磨损的影响。

结果表明,随着阀门开度的减小,蝶阀的磨损量和磨损范围都在增大,其中,蝶板受到的磨损量最大,磨损区域主要集中在蝶板的边缘,而蝶板中心区域的磨损量基本为零。

固液两相流泵的关键技术分析

ｆ京：器工业出版社，９４Ｍ１北兵１９．
｛１韦章兵，艳丽．浆泵的技术关键Ｉ１山４吴渣ｊ．矿
机械．９９（１：６５．１９．１）５ — ８ｆ１陈勤伟，志扬．０Ｚ４０渣浆泵的设计思５莫８Ｌ一１
固液混合物输送用泵，通称杂质泵。离心渣浆泵是离心杂质泵的一种，多用于输送含磨蚀性固体颗粒的固液混合物，并且长期连续地工作，其工况条件恶劣，故障率较高。引起因此，把离心渣浆泵作为研究的主要对象，分析固液两相流泵的性能和寿命两个关键问题。１渣浆泵的设计思路
想与实践【．力采煤与管道运输，００（）Ｊ水］２０，４：
ｌ — Ｏ６２，
『１陈九泰，广运．粒度渣浆泵设计实例ｌ６６顾大ＪＪ水泵技术，０３（）１ — ９２０，４：６１．
ｆ７１霍春源，聂思嘉．两相流杂质泵的设计方法
与特点Ⅲ．属矿山，９４２１１）４－３金１９，２（１：１４．作者简介：夏广岚（９３，１６一）佳木斯大学教师．究方向：械设计及理论。研机项目基金：禾斯大学科研项目，固液两佳 “ 相流泵的关键技术研究与设计 ” 项目编号，；
渣浆泵的密封主要是指轴封，由于长期受圃体颗粒的侵蚀和磨损，使轴封失效，从而致使介质外泄，缩短渣浆泵的寿命。际的渣浆泵设实计或选型可根据工况条件和密封要求等有不同