戶用沼液泵的研究與開發(fā).pdf

1、近年來(lái)，在國(guó)家一系列惠農(nóng)政策的推動(dòng)下，農(nóng)村沼氣建設(shè)得到了快速發(fā)展。但是在沼氣池的使用過(guò)程中，由于沼渣沼液中含有殘余沼氣，致使沼渣沼液難以清除，在農(nóng)村廢棄沼氣池的現(xiàn)象較為普遍。為了解決農(nóng)村沼氣池除渣除液難的問(wèn)題，本課題結(jié)合農(nóng)戶用電、沼氣池結(jié)構(gòu)、容積以及目前沼渣沼液清除的狀況研發(fā)雙流道式戶用沼液泵。
　　 本課題以沼液泵作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)沼液泵全流場(chǎng)水力設(shè)計(jì)、過(guò)流部件三維造型及CFD數(shù)值模擬，對(duì)其性能進(jìn)行了預(yù)測(cè)與分析，取得的研究成

2、果如下：
　　 1．根據(jù)我國(guó)農(nóng)村地區(qū)大力推廣的地下式沼氣池結(jié)構(gòu)、容積，確定了沼液泵的設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式。該泵電機(jī)置于池面、泵體潛入沼液，電機(jī)采用220伏交流電動(dòng)機(jī)，沼液泵重量輕、移動(dòng)方便、操作簡(jiǎn)單、安全可靠。
　　 2．流道中線的確定是雙流道泵設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。本課題比較了兩種阿基米德螺旋線的曲率變化情況，給出了雙流道葉輪流道中線方程的選擇依據(jù)。
　　 3．利用Pro/Engineer軟件良好的三維造型功能，對(duì)沼液

3、泵過(guò)流部件進(jìn)行三維造型。通過(guò)編入阿基米德螺旋線公式的方法生成葉輪流道中線，這樣生成的流道中線快速、準(zhǔn)確，葉輪的實(shí)體造型更加精確。
　　 4．本課題結(jié)合分析了流道中線對(duì)葉輪造型的影響。在葉輪實(shí)體造型過(guò)程中，流道斷面在空間中容易相交，導(dǎo)致葉輪流道造型失敗。因此，單純的葉輪平面水力設(shè)計(jì)不能保證形成光滑的內(nèi)流道。此時(shí)葉輪的三維實(shí)體造型可以對(duì)其進(jìn)行校核。在不能生成光滑的內(nèi)流道時(shí)，可以依次修改斷面空間安放角度、流道過(guò)流斷面面積變化規(guī)律、流道

4、中線方程，最終得到光滑的葉輪流道。
　　 5．利用CFD技術(shù)對(duì)沼液泵在清水、固液兩相介質(zhì)下進(jìn)行全流場(chǎng)定常數(shù)值模擬計(jì)算。為了得到固相顆粒直徑、濃度對(duì)泵性能的影響規(guī)律，對(duì)沼液泵在設(shè)計(jì)工況下分別輸送相同固相濃度、不同顆粒直徑和相同顆粒直徑、不同固相濃度的固液兩相介質(zhì)進(jìn)行模擬計(jì)算。通過(guò)對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析得到了沼液泵在輸送兩相流介質(zhì)時(shí)的水力性能變化及流道磨損情況，為進(jìn)一步深入研究沼液泵奠定了一定理論基礎(chǔ)。
　　 6．研究表