基于數值模擬的礦用潛水排沙泵的研究.pdf

1、近年來,隨著我國能源需求的增加,國家對煤礦建設的投入力度不斷加大,“十二五”期間,我國將加快對全國14個大型煤炭生產基地的建設。隨著煤礦生產規(guī)模的進一步擴大,對煤礦排水設備的需求也日益增多。BOS型礦用潛水排沙泵適用于輸送含有泥沙、渣漿、纖維等懸浮固體顆粒的混合污水或者有一定腐蝕性的液體,是一種大功率排水設備,應用于煤礦、冶金、電力、建材等工礦企業(yè),或含有瓦斯等易燃易爆氣體的場所,有著較為廣闊的應用前景。
　　 本文結合山東某企

2、業(yè)生產的BQS100-550-315N型礦用潛水排沙泵,設計了一臺礦用潛水排沙泵,并首次對多級礦用潛水排沙泵內部固液兩相流場和全流場進行了數值計算。本文的主要研究內容和結論有:
　　 (1)設計。根據礦用潛水排沙泵的使用情況,以BQS100-550-315N型礦用潛水排沙泵為研究對象進行了結構設計和水力設計。在礦用潛水排沙泵結構設計方面,包括泵的整體結構,泵葉輪級數,迷宮式平衡鼓軸向力平衡裝置的設計等。礦用潛水排沙泵的水力部件設

3、計主要包括葉輪水力設計和導葉水力設計。
　　 (2)網格模型。利用ICEMCFD網格技術對研究區(qū)域進行網格劃分,選擇了五組不同尺寸下的網格模型進行了數值計算,分別比較了五種不同網格尺寸下礦用潛水排沙泵在大流量、小流量和設計流量時所對應的泵的揚程、效率,五種不同網格尺寸下泵的流量-揚程曲線,通過綜合比較,選取了最佳網格數量的網格模型進行后續(xù)研究。
　　 (3)泵水力部件內部流場數值計算。用FLUENT軟件中的RNG湍流模型

4、進行泵內部清水流場計算,用FLUENT軟件中的Mixture多相流模型進行泵內部固液兩相流場值數值計算,分析了不同工況下葉輪和導葉流道內的流動狀況,不同顆粒直徑對顆粒分布的影響,對泵外特性的影響;不同體積分數對顆粒分布的影響,對泵外特性的影響;變工況對顆粒分布的影響。
　　 (4)全流場數值計算和泵外特性預測。在對泵前兩級葉輪清水流動和固液兩相流動分別進行數值計算和分析的基礎上,對泵全流場進行了數值計算,在數值計算的基礎上對泵的