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

作者：谢汭之; 喻黎明^*; 王田田; 杨具瑞; 李娜

来源：湖南农业大学学报(自然科学版), 2022, 48(03): 370-378.

DOI：10.13331/j.cnki.jhau.2022.03.018

• 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

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1.07m/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1.5m/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1m/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。

• 单位
  昆明理工大学