基于CFD-DEM的旋流式固液两相流泵数值模拟与试验研究
赵婷1
高雄发1
叶晓琰1
张德胜1
施卫东2
段军利3
王家斌4
施亚1
1.江苏大学 流体机械工程技术研究中心,江苏 镇江 2120002.江苏大学 流体机械工程技术研究中心,江苏 镇江 212000;南通大学 机械工程学院,江苏 南通 2260003.新界泵业(江苏)有限公司,江苏 宿迁 2238004.山东双轮股份有限公司,山东 威海 264200
摘要：[目的]探究旋流式固液两相流泵内流动特征.[方法]基于CFD-DEM(Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method)耦合模型,选用油菜籽颗粒,在不同流量工况和颗粒体积分数下对旋流泵固液两相流场进行数值模拟和试验研究,研究旋流式固液两相流泵的内部流动规律及颗粒分布特征.[结果]小流量工况下循环流漩涡特征较明显,进口旋转回流长度较长,对进口来流扰动较大,随着流量增大,循环流影响范围减小;泵内颗粒受到贯通流和循环流的共同作用.管壁中心颗粒受贯通流的影响较大,颗粒穿过无叶腔直接进入叶轮,而靠近管壁的颗粒受循环流的影响较大;叶轮内沿着轴向3个截面处颗粒分布有着较为明显的差异,从叶轮前端面到后盖板,颗粒数量逐渐增多;蜗室内存在一对旋转方向相反的漩涡,在第Ⅴ断面之后前侧涡束逐渐消散,后侧涡束一直旋转至第Ⅷ断面处;在贯通流和循环流的作用下,油菜籽颗粒被旋转回流沿着管壁面带入到进口区域.[结论]循环流的存在导致旋流泵效率较低,但在输送颗粒时循环流起到较大的作用,使得泵输送性能较强;模型泵数值模拟与试验结果基本一致,验证了模拟的可靠性.
关键词：旋流式固液两相流泵CFD-DEM耦合计算循环流高速摄影进口旋转回流
分类号：TH314(泵)
资助基金：国家自然科学基金(51909108)泰山产业领军人才工程专项经费资助项目(tscy20200225)
论文发表日期：2022-11-28
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 50-58 )
英文信息