固液兩相流凸輪轉(zhuǎn)子泵的內(nèi)部流場數(shù)值模擬.pdf

1、凸輪轉(zhuǎn)子泵屬于典型的容積式的回轉(zhuǎn)機械?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油化工、日用化工、環(huán)保、造紙、制藥、冶金等多個領(lǐng)域。而在這些應(yīng)用中輸送的介質(zhì)往往是多相流且介質(zhì)中往往含有大量的顆粒，這些顆?？赡軙Ρ脙?nèi)部的部件造成磨損。通常把不同相的流體混合在一起（兩種或兩種以上）的流動稱為多相流，其流動性要比單向流復(fù)雜得多。所以，為了更深一步地了解凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流場規(guī)律，就必須對輸送多相流介質(zhì)的內(nèi)部流場進行研究。
　　本文采用數(shù)值模擬來分析凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部固

2、液兩相流動的規(guī)律，建立了凸輪轉(zhuǎn)子泵的流道計算模型，使用FLUENT軟件分別對凸輪轉(zhuǎn)子泵在輸送清水介質(zhì)和兩相流介質(zhì)下的內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬。對比分析了在旋轉(zhuǎn)一個周期內(nèi)輸送清水介質(zhì)和兩相流介質(zhì)泵內(nèi)部壓力場和速度場的分布情況以及不同顆粒濃度和顆粒直徑大小對固液凸輪轉(zhuǎn)子泵內(nèi)部流場的影響，為日后實驗提供了理論依據(jù)。
　　本文的工作主要如下:
　　1.詳細(xì)論述了國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于凸輪轉(zhuǎn)子泵的發(fā)展?fàn)顩r以及固液兩相流方面的相關(guān)研究概況。

3、　　2.把簡化的三維計算模型導(dǎo)入ICEM軟件進行網(wǎng)格劃分，并進行網(wǎng)格光順，使得網(wǎng)格滿足后續(xù)計算要求。之后把網(wǎng)格文件導(dǎo)入FLUENT軟件，采用RNG k-ε湍流模型、PISO算法和耦合隱式求解器，壓力項采用PRESTO!格式離散，其余采用二階精度的格式離散的方法。
　　3.運用AUTOCAD軟件精確地繪制了凸輪轉(zhuǎn)子泵轉(zhuǎn)子的二維模型，導(dǎo)入PROE軟件進行轉(zhuǎn)子的三維造型，最后繪制出出入、口和泵外殼。導(dǎo)入ICEM專業(yè)劃分網(wǎng)格軟件進行網(wǎng)格劃

4、分。最后將劃分完畢的mesh文件導(dǎo)入到FLUENT里進行清水和含顆粒水模擬分析，并進行對比分析。
　　4.通過數(shù)值模擬得出了在輸送兩相流介質(zhì)時，一個周期內(nèi)隨著顆粒直徑和濃度的變化，泵內(nèi)壁及轉(zhuǎn)子表面的磨損類型會發(fā)生改變。隨著顆粒直徑和顆粒濃度增加，磨損類型由滑動磨損慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊磨損，加劇了內(nèi)壁及轉(zhuǎn)子表面的磨損。尤其是在大直徑、高濃度顆粒下，轉(zhuǎn)子齒頂和嚙合處附近會有局部磨損的現(xiàn)象，為進一步深入研究固液凸輪轉(zhuǎn)子泵磨損機理以及優(yōu)化提供了