離心風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)氣固兩相流動(dòng)及葉片磨損研究.pdf

1、用于排放、輸送含塵氣體的離心通風(fēng)機(jī)，都是在高顆粒濃度環(huán)境下工作。固體顆粒在運(yùn)動(dòng)中與葉輪不可避免地發(fā)生摩擦、碰撞、反彈、磨損及沉積問題，從而影響葉輪機(jī)械的動(dòng)平衡且危及其可靠性和使用壽命。數(shù)值模擬是氣固兩相流研究中極富前途的研究方法，目前，數(shù)值計(jì)算的方法也是研究風(fēng)機(jī)葉輪內(nèi)流場(chǎng)問題的主要途徑，運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)葉輪磨損的可視化預(yù)測(cè)也是風(fēng)機(jī)磨損研究的發(fā)展趨勢(shì)之一。 本文首先介紹了采用數(shù)值模擬方法所需要的計(jì)算流體力學(xué)的理論知識(shí)和計(jì)算程序

2、，建立了計(jì)算所用的葉輪幾何模型，在流體計(jì)算域中劃分了結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格，然后討論了湍流模型的選用，成功地將雷諾應(yīng)力模型用于葉輪內(nèi)單向旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與相關(guān)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)相一致。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較表明，計(jì)算結(jié)果更精確細(xì)致的展現(xiàn)了葉輪通道內(nèi)的二次流現(xiàn)象。 為了完成離心葉輪內(nèi)氣固兩相流的模擬和葉片磨損的預(yù)測(cè)，本文采用了兩種處理兩相流的基本模型——顆粒軌道模型和多流體模型。在拉格朗日坐標(biāo)系中，采用顆粒軌道模型計(jì)算了四種不同粒徑的顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，

3、以及葉輪各部分的磨損量；在歐拉坐標(biāo)系中，采用雙流體模型計(jì)算不同粒徑和不同的入口濃度下，葉輪內(nèi)的顆粒濃度的分布。同時(shí)，基于MalakoffandGrant的磨損率模型，本文成功的預(yù)測(cè)了不同粒徑的顆粒對(duì)葉輪的磨損率和磨損位置。 通過以上數(shù)值計(jì)算，分別得到了粒徑為0.01mm、0.02mm、0.03mm和0.05mm的顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡、在葉輪中的濃度分布以及對(duì)葉輪各部分的磨損率；另外在顆粒入口濃度分別為0.01、0.1、0.2的條件下，