排灌机械工程学报

作者：徐海良,*,彭能,杨放琼,

单位：1. 中南大学机电工程学院, 湖南 长沙 410083; 2. 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410083

关键词：矿浆泵,深海采矿,空化特性,多相流,数值模拟

基金：国家自然科学基金资助项目(51775561);湖南省自然科学基金资助项目(2018JJ2522)

为分析浆体流量对深海采矿矿浆泵空化特性的影响,建立了两级矿浆泵三维流场模型.基于欧拉多相流模型、Schnerr-Sauer空化模型、RNG k-ε湍流模型,利用计算流体力学理论和Fluent软件对矿浆泵进行数值计算.设置矿石颗粒直径d为20 mm,浆体中颗粒体积分数CV为8%,矿浆泵转速n为1 450 r/min,在该工况下研究矿浆泵输送不同浆体流量时泵的空化特性,比较不同空化特性下矿浆泵内压力分布、气相分布及工作性能的不同,并进行试验对比验证,为矿浆泵空化特性提供理论依据.研究结果表明:深海采矿矿浆泵首级叶轮前端呈现明显的低压区,且该低压区域的面积随着流量的增大而减小;气相体积分数分布区域与低压区呈现类似的规律;空化发生区域出现了速度旋涡现象,增大了流场的不稳定性;随着流量的增加,空化余量增大,空化现象不明显,对矿浆泵扬程的影响也越小.

来源：2020年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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