動力學(xué)參數(shù)對葉輪沖蝕與空蝕交互磨損的影響研究.pdf

1、高速含沙水流對流體機(jī)械葉輪產(chǎn)生沖蝕磨損;同時葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時，軸向產(chǎn)生的壓力梯度將水流中析出的空泡壓潰，形成壓力沖擊，產(chǎn)生空蝕磨損，因此流體機(jī)械工況中存在沖蝕與空蝕交互磨損。交互磨損廣泛存在于工程中，這造成設(shè)備效率降低、振動加劇，也是導(dǎo)致流體機(jī)械破壞的主要原因之一;并且交互磨損過程復(fù)雜，影響因素眾多，已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)工程問題。
　　本文以流體機(jī)械葉輪為研究對象，模擬水輪機(jī)實(shí)際工況，基于流體動力學(xué)、摩擦學(xué)、材料學(xué)等理

2、論，采用數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，研究了流場壓力、沖蝕角和沖蝕速度三個動力學(xué)參數(shù)對交互磨損的影響。
　　1、對國內(nèi)外流體機(jī)械的磨蝕理論、沖蝕磨損和空蝕磨損數(shù)值模擬方法以及沖蝕與空蝕聯(lián)合作用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，闡述了本課題研究意義，并確定了研究內(nèi)容和研究方案。
　　2、基于數(shù)值分析方法研究了三個動力學(xué)參數(shù)對交互磨損機(jī)理的影響。以轉(zhuǎn)盤式磨損實(shí)驗(yàn)臺為原型運(yùn)用PROE軟件建立了交互磨損數(shù)值分析幾何模型;通過GAMBIT軟件劃

3、分好網(wǎng)格后，導(dǎo)入到FLUENT軟件中對汽液固三相流場進(jìn)行數(shù)值仿真，得到了流場壓力、沖蝕角和沖蝕速度三個動力學(xué)參數(shù)影響下的流場總壓等值線、汽相體積比等值線和沙粒濃度的分布規(guī)律。
　　3、動力學(xué)參數(shù)對交互磨損機(jī)理影響的實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計了實(shí)驗(yàn)研究方案，并在轉(zhuǎn)盤式磨損實(shí)驗(yàn)臺上完成了交互磨損實(shí)驗(yàn);通過研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析了流場壓力、沖蝕角和沖蝕速度對試件磨損失重率、磨痕分布規(guī)律、微觀磨損形貌的影響;通過MATLAB擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了交互磨損特定