煤漿輸送泵的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著能源消費(fèi)總量的增加，世界范圍內(nèi)的石油短缺已經(jīng)顯現(xiàn)，將煤轉(zhuǎn)化為石油產(chǎn)品的煤炭液化技術(shù)已引起工業(yè)界的高度重視。煤漿輸送泵作為煤直接液化工藝中的關(guān)鍵輸送設(shè)備，其工作性能的好壞直接影響到整個(gè)煤直接液化裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)外對(duì)往復(fù)泵內(nèi)部流體流動(dòng)情況的研究，大部分局限于定?；蛘叻€(wěn)態(tài)的研究，鮮有對(duì)其內(nèi)部瞬態(tài)流場的動(dòng)態(tài)模擬研究。
　　 本文基于CFD方法，應(yīng)用FLUENT軟件提供的動(dòng)網(wǎng)格模型對(duì)煤漿輸送泵試驗(yàn)裝置的三維流場進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)值

2、模擬，并結(jié)合試驗(yàn)運(yùn)行情況和DCS控制系統(tǒng)流量監(jiān)測，對(duì)其內(nèi)部流體流動(dòng)情況進(jìn)行綜合研究。
　　 首先對(duì)設(shè)計(jì)工況下的煤漿輸送泵試驗(yàn)裝置進(jìn)行整機(jī)模擬，得到了其周期運(yùn)動(dòng)中各個(gè)時(shí)刻流場的變化情況。結(jié)果表明，初定結(jié)構(gòu)的煤漿輸送泵雖然能夠輸送煤漿，但是時(shí)有堵塞情況發(fā)生，回流問題也比較嚴(yán)重，無法長時(shí)間連續(xù)順暢的輸送煤漿。隨后對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，縮短柱塞行程，提高曲柄轉(zhuǎn)速，重新進(jìn)行數(shù)值模擬與試驗(yàn)運(yùn)行，情況雖有所好轉(zhuǎn)，但仍然沒有徹底解決問題，甚至因轉(zhuǎn)速

3、提高致使整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。
　　 針對(duì)上述不足，進(jìn)而改進(jìn)閥體結(jié)構(gòu)，降低曲柄轉(zhuǎn)速，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。模擬結(jié)果顯示，改進(jìn)閥體結(jié)構(gòu)后，煤漿輸送泵整個(gè)周期流場的煤漿輸送速度都有顯著提高，堵塞和回流等也得到極大緩解，能夠連續(xù)穩(wěn)定地輸送煤漿。
　　 最后，針對(duì)閥體結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的煤漿輸送泵，開展了實(shí)驗(yàn)研究。利用DCS控制系統(tǒng)對(duì)其出口流量進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果，兩者基本吻合。
　　 本文的研究為瞬態(tài)流場的數(shù)值模擬