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    03-13-基于颗粒摩擦和碰撞模型的离心泵叶片磨损预测修改稿

    香港赛马会928282_com www.jonqp.tw 基于颗粒摩擦和碰撞模型的离心泵叶片磨损预测*

    程效锐,董富弟,杨从新,赵伟国, 张楠

    (兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃兰州730050)

    摘要:采用雷诺时均N-S方程、RNG k-ε模型和SIMPLE算法,以含沙水为介质,基于代数滑移混合物模型(Algebraic slip mixture model, ASME) 对一台单级双吸式离心泵内固液两相流动进行全三维不可压缩定常流动数值模拟,其中转子与定子之间耦合方式采用“冻结转子法”实现。通过对比清水及含沙水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果,验证了数值计算方法的可靠性?;诳帕DΣ梁团鲎材P投怨滔嗵寤质直鹞?%、10%、15%时叶片工作面和背面摩擦磨损强度和碰撞磨损强度进行预测,结果表明:在同一固相体积分数时,从叶片进口至出口碰撞磨损强度逐渐增大,且工作面大于背面,摩擦磨损强度呈现先增大后减小,又逐渐增大的趋势;随着固相体积分数增加,叶片表面碰撞磨损强度和摩擦磨损强度逐渐增大,摩擦磨损强度沿着整个叶片均大于碰撞磨损强度。

    关键词:离心泵;固液两相流;磨损预测;磨损模型;数值模拟

    中图分类号:TH31

    Wear prediction of blade in a centrifugal pump based on particle friction and

    collision mathematical model *1

    CHENG Xiao-rui, DONG Fu-di, YANG Cong-xin, ZHAO Wei-guo, ZHANG Nan (College of Energy and Power Engineering,Lanzhou Univ. of Tech.,Lanzhou 730050,China) Abstract:Based on Algebraic slip mixture model, using SIMPLE algorithm and RNG k-ε turbulence model and frozen rotor method, the solid-liquid two-phase flow in double-suction centrifugal pump was simulated. The Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) approach has been applied to solve the unsteady, incompressible, three-dimensional turbulent. Based on particle friction and collision mathematical model ,The wear rates of friction and collision at the pressure and suction surfaces of blades with different solid volume fraction (5%、10%、15%) were forecasted. By comparisons of the external characteristic about the test and numerical simulation dates in a double-suction centrifugal pump when pumped clear water and s
    olid-liquid two-phase flow, the reliability of numerical calculation method has been verified. The results showed that with the same solid volume fraction, from the blades inlet to outlet, the collision wear rate at suction surfaces is increases

    CHENG Xiao-rui, DONG Fu-di, YANG Cong-xin, ZHAO Wei-guo, ZHANG Nan (College of Energy and Power Engineering,Lanzhou Univ. of Tech.,Lanzhou 730050,China) Abstract:Based on Algebraic slip mixture model, using SIMPLE algorithm and RNG k-ε turbulence model and frozen rotor method, the solid-liquid two-phase flow in double-suction centrifugal pump was simulated. The Unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) approach has been applied to solve the unsteady, incompressible, three-dimensional turbulent. Based on particle friction and collision mathematical model ,The wear rates of friction and collision at the pressure and suction surfaces of blades with different solid volume fraction (5%、10%、15%) were forecasted. By comparisons of the external characteristic about the test and numerical simulation dates in a double-suction centrifugal pump when pumped clear water and solid-liquid two-phase flow, the reliability of numerical calculation method has been verified. The results showed that with the same solid volume fraction, from the blades inlet to outlet, the collision wear rate at suction surfaces is increases

    收稿日期:2014-03-13

    基金项目:国家自然科学基金(51269011),甘肃省自然科学基金(2011GS04252)

    作者简介:程效锐(1972-),男,甘肃兰州人,博士,副教授。E-mail:[email protected]//www.jonqp.tw/doc/7408e6c0192e45361166f517.html

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