石家(jia)莊遠(yuan)洋工業(ye)泵有限(xian)公(gong)司(si)

    渣(zha)漿泵作為(wei)固(gu)體物料(liao)水(shui)力輸(shu)送的動力源(yuan)，廣(guang)泛(fan)應用(yong)在(zai)冶金、采礦、水(shui)利和輕(qing)工(gong)等部(bu)門(men)。由(you)於(yu)輸(shu)送的介(jie)質(zhi)為(wei)固(gu)液(ye)混合(he)物，其(qi)所面(mian)臨(lin)的問題也(ye)是(shi)比較(jiao)突(tu)出(chu)的，諸如效(xiao)率較(jiao)低(di)，磨(mo)蝕嚴重(zhong)等(deng)。葉輪(lun)是(shi)固(gu)液(ye)兩相流(liu)離心泵內磨(mo)損(sun)最(zui)嚴重(zhong)的零件(jian)，而葉輪(lun)出(chu)口(kou)處又(you)是(shi)葉輪(lun)中(zhong)磨(mo)損(sun)最(zui)嚴重(zhong)位置(zhi)之(zhi)壹(yi)，磨(mo)損(sun)後(hou)的出(chu)口(kou)端(duan)部(bu)極(ji)薄，呈鋸(ju)齒(chi)狀(zhuang)。葉片工(gong)作面(mian)與(yu)後(hou)蓋(gai)板相交(jiao)的棱(leng)角(jiao)處有很(hen)深的條(tiao)形(xing)溝紋(wen)。葉片非(fei)工作(zuo)面(mian)上(shang)有凹(ao)凸(tu)不(bu)平的麻坑，但相對(dui)工作面(mian)磨(mo)痕(hen)較(jiao)淺(qian)。葉片人口附近有帶(dai)形(xing)凹坑，個別凹坑很深甚(shen)至使(shi)後蓋(gai)板洞(dong)穿而導(dao)致葉輪(lun)失效(xiao)。葉輪(lun)前(qian)後蓋(gai)板內表面有(you)顆(ke)粒滑痕，除(chu)靠近葉片工(gong)作面(mian)位(wei)置(zhi)外，磨(mo)損(sun)較(jiao)輕(qing)；外表面(mian)光(guang)滑、有均(jun)勻磨(mo)損(sun)痕(hen)跡(ji)。
    近十幾(ji)年(nian)來(lai)，國內(nei)外多名學(xue)者(zhe)投(tou)入(ru)了(le)大量(liang)精力進(jin)行離心泵葉輪(lun)磨(mo)損(sun)的研(yan)究，但他們(men)基(ji)本(ben)上(shang)都是(shi)通過(guo)固(gu)體顆粒(li)在(zai)葉輪(lun)中(zhong)運動軌(gui)跡(ji)的分析和(he)用(yong)數(shu)值分析的方(fang)法(fa)來研(yan)究葉輪(lun)的磨(mo)損(sun)。實際上(shang)，不(bu)管渣(zha)漿濃度的高低(di)，離心泵葉輪(lun)內(nei)的流(liu)場(chang)對(dui)顆粒分布和軌(gui)跡(ji)具有(you)決(jue)定(ding)性(xing)意(yi)義(yi)。
    探(tan)求(qiu)渣(zha)漿顆粒(li)在(zai)離心葉輪(lun)內(nei)部的運動和分布規(gui)律(lv)，是(shi)泵內固(gu)液(ye)兩相流(liu)動研究和渣(zha)漿泵葉輪(lun)設(she)計(ji)理(li)論(lun)研(yan)究的基(ji)礎(chu)。研(yan)究兩相(xiang)流(liu)動的運動軌(gui)跡(ji)、運動規(gui)律(lv)、固(gu)相(xiang)濃度的分布、液(ye)相壓力的分布，對渣(zha)漿泵葉輪(lun)的合(he)理(li)設(she)計(ji)，提(ti)高效(xiao)率，減輕(qing)磨(mo)蝕有著(zhe)關(guan)鍵的指(zhi)導(dao)意(yi)義(yi)。近些(xie)年(nian)來(lai)，隨(sui)著(zhe)計(ji)算(suan)機(ji)技術的不(bu)斷發展(zhan)，計(ji)算(suan)流(liu)體力學(xue)(CFD)正(zheng)在(zai)越來越(yue)多地被用(yong)來(lai)進行泵內部(bu)流(liu)場(chang)的數(shu)值分析。其(qi)中，對於湍(tuan)流(liu)二相流(liu)的研(yan)究壹(yi)直(zhi)是(shi)工程中的重(zhong)要(yao)研(yan)究課(ke)題(ti)。近些(xie)年(nian)來(lai)也(ye)提(ti)出(chu)了(le)很(hen)多(duo)多(duo)相流(liu)模型，推(tui)動了多相流(liu)的快(kuai)速(su)發展(zhan)。
    筆者通過(guo)商業(ye)軟(ruan)件(jian)FLUENT的使(shi)用(yong)，希望能(neng)夠(gou)通過(guo)FLUENT所具(ju)有的多(duo)相(xiang)流(liu)模型來(lai)嘗(chang)試(shi)比較(jiao)精(jing)確地模(mo)擬(ni)渣(zha)漿泵中的固(gu)液(ye)兩相流(liu)的流(liu)動規(gui)律(lv)，以便(bian)能(neng)夠(gou)比較(jiao)精(jing)確地獲(huo)得(de)渣(zha)漿泵葉輪(lun)內(nei)部固(gu)體顆粒(li)相(xiang)的濃度分布。因為(wei)在(zai)渣(zha)漿泵的葉輪(lun)磨(mo)損(sun)中(zhong)，除(chu)了汽(qi)蝕所造成(cheng)的影響(xiang)，固(gu)體顆粒(li)對(dui)渣(zha)漿泵葉輪(lun)的磨(mo)損(sun)是(shi)造成(cheng)泵的水(shui)力效(xiao)率低(di)下(xia)，使(shi)用(yong)壽命(ming)較(jiao)短的主要(yao)原因。因(yin)而，如果能夠(gou)通過(guo)數(shu)值模擬(ni)的方(fang)法(fa)獲(huo)得(de)比較(jiao)精(jing)確的濃度分布，就可(ke)以(yi)大致了解(jie)葉輪(lun)磨(mo)損(sun)的主要(yao)區域，以便(bian)在(zai)今後的葉輪(lun)設(she)計(ji)中(zhong)加以(yi)改(gai)進。
    對於固(gu)液(ye)兩相流(liu)動的數(shu)值模擬(ni)，目(mu)前通常(chang)采用(yong)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)，即(ji)Euler和Lagrange方法。第(di)壹(yi)類(lei)是(shi)把顆(ke)粒(li)看成(cheng)是(shi)擬(ni)流(liu)體，認為(wei)顆(ke)粒與流(liu)體是(shi)共同(tong)存(cun)在(zai)且(qie)相(xiang)互(hu)滲(shen)透的連(lian)續介(jie)質(zhi)，兩(liang)相同(tong)在(zai)Euler坐標下(xia)處理(li)，即為(wei)連續流(liu)體模型(xing)。第(di)二類(lei)方法(fa)是(shi)把流(liu)體當作(zuo)連續介(jie)質(zhi)，把顆(ke)粒(li)當作(zuo)是(shi)離散(san)體系(xi)，在(zai)Euler坐標下(xia)考察流(liu)體相運動，在(zai)Lagrange坐標下(xia)研究顆粒(li)群(qun)的運動，即為顆粒(li)軌(gui)道模型(xing)。筆者通過(guo)采用(yong)近些(xie)年(nian)來(lai)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的以(yi)顆(ke)粒碰撞(zhuang)理(li)論(lun)為(wei)基(ji)礎(chu)的顆(ke)粒(li)動力學(xue)雙流(liu)體模型(xing)，來(lai)對於顆(ke)粒濃度較(jiao)高的渣(zha)漿泵的葉輪(lun)內(nei)部流(liu)動進行數(shu)值模擬(ni)，以(yi)期(qi)研究其(qi)內部的流(liu)動規(gui)律(lv)。