深海采矿两级离心泵固液两相流数值模拟研究

作     者：丁小兵 Ding Xiaobing

作者机构：湖南城市学院机电工程学院湖南益阳413000 

出 版 物：《机械科学与技术》 (Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering)

年 卷 期：2017年第36卷第11期

页      面：1708-1714页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51375498)资助 

主　　题：矿浆泵 空化 固液两相流 数值模拟 叶轮 压力 

摘      要：针对陆地用离心泵不能满足1 000 m深海矿浆提升要求,设计了一种高性能新型两级矿浆泵。选取叶轮和空间导叶为研究对象,采用三维雷诺时均N-S方程和修正的RNGκ-ε湍流模型,采取压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,对两级矿浆泵内部湍流进行数值模拟,分析固液流场的分布规律,预测工作性能。结果表明:不同流量工况下,同一圆柱半径上,叶轮叶片压力面上的压力大于吸力面上的压力。流量越大,叶轮流道入口处速度越小,叶轮对固液流体的加速作用越弱,叶轮流道出口处的速度也越小。流量越大,空间导叶出口和入口处固液流体的速度差越小,空间导叶的转能效果越差,导致后流道出口处的压力越低,扬程越小,设备性能下降。但矿浆泵的效率随着流量的增加迅速增大,1 000 m矿浆泵的最佳流量工作范围为500 m3/h^600 m3/h。