[00985732]纸浆泵设计方法及泵内纸浆悬浮液两相湍流流动计算

项目采用计算流体力学和两相流理论，根据泵内流动特性，建立了新的少叶片半开式叶轮设计方法，采用该方法设计开发出高效节能的新型纸浆泵。项目涉及多相计算流体力学领域及泵设计等领域。泵的叶轮是三维空间曲面，由于叶轮的旋转，内部流动非常复杂。叶轮内部流动分析一直是人们的研究热点，至今尚未被人们完全掌握，水泵的工程设计仍采用半经验半理论的设计方法。要提高纸浆泵的设计水平，赶上或超过国外同类产品，必须从浆泵的内特性入手，研究泵内纸浆悬浮液的两相湍流流动，搞清纸浆泵内部流动机理和影响因素，在此基础上提出纸浆泵设计理论与方法。项目在对两相湍流颗粒相受力分析的基础上，首次对由吸水室、前盖板、半开式叶轮和涡壳组成的纸浆泵过流部件内纸浆悬浮液的流动进行了三维不可压两相湍流流动计算，获得了泵内颗粒相浓度分布情况及前盖板与叶轮间隙内的流动情况，揭示了半开式叶轮输送纸浆悬浮液的特点，以及三叶片时叶轮出口的流动特征。在理论分析和数值模拟的基础上，经过大量试验研究，建立了少叶片半开式叶轮纸浆泵设计方法。用该方法设计的纸浆泵，经机械工业排灌机械产品质量检测中心检测，流量Q＝391.2m<'3>/h时，扬程H＝28.1m，效率达到81.5%，比国家标准高出17.5%，达到国际先进水平。项目研制成功后很快被保定市中通泵业有限公司等国内30余家企业引进生产，并得到大面积推广应用，替代引进产品，产量占全国同类产品总产量的50%以上。据保定市中通泵业有限公司等国内8家企业统计，近三年累计新增产值2.4亿元，新增利润5057.4万元，新增税收2813.4万元。并已应用于山东晨鸣纸业集团股份有限公司、河北衡水造纸二厂等地的大中型造纸企业，效果良好，效益显著。