颗粒粒径对海洋采矿扬矿泵固液两相流影响的分析

摘要

为研究颗粒粒径对扬矿泵固液两相流的影响,采用Mixture多相流模型,对扬矿泵内固液两相流进行叶轮蜗壳耦合数值模拟,并比较不同粒径颗粒对泵内固相体积浓度分布的影响.对扬矿泵输送4种粒径固体颗粒的水力性能进行试验研究,揭示不同粒径颗粒对泵外特性的影响.结果表明:随着固相颗粒粒径增大,叶轮流道内固体颗粒向工作面聚集,颗粒撞击点愈加集中于叶轮工作面,加剧叶轮工作面磨损;蜗壳流道内的颗粒沿基圆向外周壁积聚,愈加集中分布于蜗壳的4～8断面;输送固液两相介质时泵扬程和效率比清水试验工况下低,更易发生汽蚀;在相同流量和浓度的工况下,随着固体颗粒粒径增大,扬程受粒径变化影响较小,最高效率点逐渐下降且出现在相对较小流量处,高效流量范围变窄.