基于CFD-DEM方法的两级混流泵内部粗颗粒固液两相流特性研究

发布时间：2024-02-03 05:32

　　在开发深层地热能资源的过程中,作为主要液体提升装置的两级潜水电泵会因为输送的液体中含有大小不同、形状各异的砂石,对两级泵产生较为严重的磨损。本文基于CFD-DEM耦合方法,对其数值模型、计算方法和模型设置等进行验证分析,基于该模型对比分析不同形状和体积分数下颗粒在两级混流泵内部的运动规律。本文通过归纳总结得到颗粒的流动特性,与叶轮和导叶较易发生碰撞的区域和形式,为设计用于输送粗颗粒两相流的耐磨损潜水电泵提供一定的理论支撑。本文主要的研究工作和创新成果如下:(1)归纳得到地热能开发目前面临的严峻考验和地热泵运行过程中面临的问题。此外,通过分析国内外专家学者对泵内固液两相流运动的理论成果,针对目前研究泵内输运粗颗粒及其对泵水力部件磨损研究较少的现状,采用CFD-DEM耦合方法精细模拟泵内粗颗粒的运动规律和对水力部件的作用力情况。(2)针对考察环境下颗粒的形状不规则且粒径较大的特点,选取欧拉—拉格朗日法来计算固液两相流运动,在颗粒运动计算中考虑了重力、浮力、曳力、马格努斯力、萨夫曼升力、颗粒之间的碰撞和颗粒自旋产生的影响。(3)基于气固两相流可视化实验结果、离心泵内部固体颗粒可视化实验结果和...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1两级泵三维装配图（单级视图）

(a)叶轮(b)空间导叶图3-1两级泵三维装配图（单级视图）Fig.3-1Multi-stagePump3DAssemblyDrawing(Single-levelView)

图3-2叶轮及导叶二维水力模型图

(a)叶轮(b)空间导叶图3-2叶轮及导叶二维水力模型图Fig.3-2Two-dimensionalDydraulicModelDiagramofImpellerandGuidevane

图3-3管路内颗粒及流场的无量纲平均速度的模拟与实验对比

M方法的两级混流泵内部粗颗粒固液两相流其平均速度设定为10m/s，同时定义66]，泊松比为0.5，剪切模量为1×106Pa，恢之间的相互作用采用Hertz-Mindlin（nosli质量载荷为0.4的垂直平面上气相和固相比较[66]，从图上可以看到通过模拟得到....

图3-4管路内的垂直平面的气相湍流强度的模拟与实验对比

比较[66]，从图上可以发现管道内气相的湍本相同。综上所述，采用CFD-DEM方法管路内颗粒及流场的无量纲平均速度的模拟与实betweenSimulationandExperimentofDimensionParticlesandFlowFieldin....

本文编号：3893804