固液两相流凸轮转子泵内部流场数值模拟

【摘要】凸轮转子泵属于典型的容积式的回转机械。现已广泛应用于石油化工、日用化工、环保、造纸、制药、冶金等多个领域。而在这些应用中输送的介质往往是多相流且介质中往往含有大量的颗粒,这些颗粒可能会对泵内部的部件造成磨损。通常把不同相的流体混合在一起(两种或两种以上)的流动称为多相流,其流动性要比单向流复杂得多。所以,为了更深一步地了解凸轮转子泵内部流场规律,就必须对输送多相流介质的内部流场进行研究。本文采用数值模拟来分析凸轮转子泵内部固液两相流动的规律,建立了凸轮转子泵的流道计算模型,使用FLUENT软件分别对凸轮转子泵在输送清水介质和两相流介质下的内部流场进行数值模拟。对比分析了在旋转一个周期内输送清水介质和两相流介质泵内部压力场和速度场的分布情况以及不同颗粒浓度和颗粒直径大小对固液凸轮转子泵内部流场的影响,为日后实验提供了理论依据。本文的工作主要如下：1.详细论述了国内外学者关于凸轮转子泵的发展状况以及固液两相流方面的相关研究概况。2.把简化的三维计算模型导入ICEM软件进行网格划分,并进行网格光顺,使得网格满足后续计算要求。之后把网格文件导入FLUENT软件,采用RNGk-ε湍流模型、PISO算法和耦合隐式求解器,压力项采用PRESTO!格式离散,其余采用二阶精度的格式离散的方法。3.运用AUTOCAD软件精确地绘制了凸轮转子泵转子的二维模型,导入PROE软件进行转子的三维造型,最后绘制出出入、口和泵外壳。导入ICEM专业划分网格软件进行网格划分。最后将划分完毕的mesh文件导入到FLUENT里进行清水和含颗粒水模拟分析,并进行对比分析。4.通过数值模拟得出了在输送两相流介质时,一个周期内随着颗粒直径和浓度的变化,泵内壁及转子表面的磨损类型会发生改变。随着颗粒直径和颗粒浓度增加,磨损类型由滑动磨损慢慢转变为冲击磨损,加剧了内壁及转子表面的磨损。尤其是在大直径、高浓度颗粒下,转子齿顶和啮合处附近会有局部磨损的现象,为进一步深入研究固液凸轮转子泵磨损机理以及优化提供了参考。
【作者】桑小虎；
【导师】沈浩；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】凸轮转子泵；两叶转子；清水介质；固液两相流介质；动网格；数值模拟；

【参考文献】
[1]卢海瑞.膏方在肿瘤治疗中的应用及陈信义教授膏方应用经验总结[D].北京中医药大学,内科学,2014,硕士.
[2]马恋.彩虹障碍期权的定价问题[D].华中师范大学,应用数学,2013,硕士.
[3]刘泽超.可倾式承弯受扭门架的力学特性研究[D].西南交通大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[4]董凤丽.甘菊NAC基因的功能研究及对露地菊花的遗传转化[D].东北林业大学,园林植物与观赏园艺,2014,博士.
[5]陈继松,常旭.储油薄层的地震响应及定量解释[J].石油地球物理勘探,1987,04:386-399.
[6]李厚深.水溶性类球形银纳米晶的可控制备及其应用[D].山东大学,材料物理与化学,2014,博士.
[7]刘国光.MST2-RAPL的结构与功能研究[D].安徽大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[8]唐瑾秋.肾康注射液对慢性肾病并心血管病的cTnT的影响[D].广州中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[9]朱娜.论兰福德·威尔逊社区戏剧中的现实主义与非现实主义特征[D].南京师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[10]魏东.Bmi-1调控人胆囊癌细胞增殖的效应及其WWOX信号通路的分子机制[D].昆明医科大学,外科学,2014,博士.
[11]OYUNSAIKHAN（乌云赛汗）.结合语素法的对蒙大学中级汉语词汇教学设计[D].山东大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[12]耿丽莎.郑州市城市综合体开发模式研究[D].郑州大学,土地资源管理,2013,硕士.
[13]王琼芳.陶行知民主教育思想研究[D].广东海洋大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[14]万学森.基于作业成本法的成本管理信息系统研究[D].北京交通大学,2012.
[15]桂现才,彭宏,王小华.C4.5算法在保险客户流失分析中的应用[J].计算机工程与应用,2005,17:197-199+214.
[16]任明明.无线传感器网络目标定位及跟踪技术研究[D].宁波大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[17]张丽英.基于CAN总线的汽车节点优先级晋升调度设计与研究[D].沈阳理工大学,机械电子工程,2012,硕士.
[18]王媛媛.表见代理构成制度引入本人可归责性因素问题研究[D].华中科技大学,法律,2013,硕士.
[19]陈大光.冷战后美欧安全与防务关系的演变及其相关因素分析[D].吉林大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[20]宋斌.创建学习型社区的影响因素研究——以石榴园南里社区为案例[D].首都师范大学,教育管理,2004,硕士.
[21]袁树刚,王京,杨荃.全连续冷连轧机带钢厚度自动控制策略研究及实现[J].冶金自动化,2006,06:55-59+62.
[22]张文龙,刘霞,张龙辉,卞晓燕.规则灰色图片拼接技术研究[J].软件导刊,2015,01:139-140.
[23]陈盛慧.江苏农村金融排斥影响因素研究[D].南京农业大学,金融学,2012,硕士.
[24]单中元.面向集群系统的分布式缓存机制的研究[D].东北大学,计算机系统结构,2010,硕士.
[25]丁杨.南京市现代城市广场植物景观调查研究[D].南京农业大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[26]傅莉莉.HZ电力公司员工职业生涯管理研究[D].浙江工业大学,2013.
[27]许磊.英语世界中的苏轼研究[D].苏州大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[28]王文文.我国公共危机管理中政府与非营利组织的合作研究[D].大连海事大学,公共管理,2014,硕士.
[29]郭崇霄.目标缩放和遮挡情形下在线视频目标跟踪算法研究[D].重庆大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[30]王晓红.高校图书馆网络信息服务及数据处理模式[J].中国成人教育,2005,04:52-53.
[31]王金选.智能控制技术在智能建筑中的应用[D].华侨大学,电工理论与新技术,2004,硕士.
[32]倪健,吴继友,蒋本和.赤松林受虫害后生物学及光谱学特征的变化[J].植物生态学报,1994,04:322-327.
[33]王建辉.旧沥青混合料厂拌热再生技术应用研究[D].北京建筑大学,项目管理,2013,硕士.
[34]朱泳逾.基于公交工况的混合动力客车构型分析及控制策略研究[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[35]蔡全辉.废旧沥青混合料厂拌热再生应用问题研究[D].哈尔滨工业大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[36]张芬.基于ARCH模型对近期沪深两市羊群行为实证研究[D].苏州大学,应用统计（专业学位）,2014,硕士.
[37]刘洪岭.天津钢管公司直接还原厂工厂设计[J].炼铁.1996(04)
[38]黄秋霞.apelin-APJ系统基因单核苷酸多态性与高血压及血管损害的关系[D].福建医科大学,老年医学,2014,硕士.
[39]闻英友,彭雪娜,赵大哲,赵宏.一种应用于移动Adhoc网络的可扩展路由协议[J].控制与决策,2007,05:505-509.
[40]杨增力,段献忠,王友怀,余鸿.输电线路接地距离保护整定计算方法[J].电力系统自动化,2006,08:65-69.
[41]王巍.关于我国体育公共信息服务的研究[D].安徽工程大学,体育人文社会学,2012,硕士.
[42]赵兴改.预算信息处理过程中面向对象复用技术研究[D].河北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[43]唐淑玲.“微时代”背景下大学生思想政治教育载体应用研究[D].重庆工商大学,思想政治教育,2014,硕士.
[44]金涛涛,李平康,贾智州.基于SDRE的离合器接合非线性最优跟踪控制[J].内蒙古大学学报(自然科学版),2014,01:68-73.
[45]卢正本.肇东公司IS022000体系实施过程中的改进研究[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[46]管晨.穿心莲内酯磺化物治疗EV71型乳鼠动物模型研究实验[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[47]郭强.三维定点平衡正脊疗法治疗腰椎间盘突出症的临床研究[D].济南大学,外科学,2012,硕士.
[48]徐伟.长沙市中学生体育态度的调查分析[D].湖南师范大学,运动训练（专业学位）,2013,硕士.
[49]信红柳.德国工业循环经济发展探析[D].吉林大学,世界经济,2014,硕士.
[50]段志.轻度认知障碍患者脑内MR波谱分析及其与认知功能相关性研究[D].苏州大学,神经病学,2013,硕士.