基于计算流体动力学与离散元法耦合的磁力泵水沙运动的数值模拟 |
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引用本文: | 谢汭之,喻黎明,王田田,杨具瑞,李娜.基于计算流体动力学与离散元法耦合的磁力泵水沙运动的数值模拟[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2022,48(3). |
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作者姓名: | 谢汭之 喻黎明 王田田 杨具瑞 李娜 |
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作者单位: | 昆明理工大学现代农业工程学院,云南 昆明 650500 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(51769009) |
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摘 要: | 应用计算流体动力学与离散元法耦合的方法,对MP6–R微型磁力泵3种进口流速(0.5、1.0、1.5 m/s)和3种含沙量(0.5%、1.0%、2.0%)水沙运动进行数值模拟。结果表明:当进口流速为0.5 m/s时,磁力泵出口管道与蜗壳衔接段出现回流区,其最大回流速度为1.07 m/s,随着进口流速的加大,回流速度逐渐降低,当进口流速达到1.5 m/s时,回流现象消失,水流速度方向稳定指向出口,磁力泵过流性能最佳;叶轮轴面附近存在大量低速沙粒汇聚的滞留区,滞留区沙粒相互碰撞产生初始切速度;当进口流速一定时,改变颗粒体积分数对滞留区沙粒平均速度的影响较小;进口流速低于1.0 m/s时,增加颗粒体积分数会降低颗粒残留比,进口流速高于1 m/s后,颗粒残留比非常接近;当颗粒体积分数一定时,提升进口流速会降低颗粒残留比,增加滞留区沙粒平均速度,进口流速达到1 m/s后,颗粒残留比和滞留区沙粒平均速度随进口流速的变化不明显,磁力泵输送性能最佳。结合磁力泵的过流性能、输送性能与叶轮表面的载荷强度,建议磁力泵最佳运行状态下进口流速保持在1.0 m/s以上。
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关 键 词: | 磁力泵 水沙运动 进口流速 颗粒体积分数 滞留区 颗粒残留比 |
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