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水力機械兩相流綜述(文件)

2026-07-10 11:57 上一頁面

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【正文】了一定成果目前,流體機械磨損試驗研究主要從以下幾個方面出發(fā):試驗條件(速度、沖角等)對材料磨損破壞的影響、沙粒的特性對磨損破壞的影響、含沙量對磨損破壞的影響及材料本身抗磨損破壞性能等。而在速度較低時(v=10 m/s),沖擊角度增大到一定時,結果表明材料抗磨損能力決定于其硬度。當水中含有大量泥沙后。所以流速場和壓力場的分布規(guī)律也不斷變化，不同的速度場應該有不同的葉型。吳玉林利用兩相流動的多流體模型和KεAp兩相流湍流模型計算了渣漿泵葉輪內的二維固液兩相湍流，并與實驗結果進行了對比；同時為了提高離心泵的抗磨蝕能力，吳玉林等人對泵內固液兩相流的流態(tài)進行深入研究。劉小兵等導出了固粒在任意流場中運動的Largrangian方程，對此方程進行線性化，并求出了解析通解。王宏、王增璇、馬振宗等利用懸浮體固液兩相流顆粒群模型的理論研究成果,對在含沙水流中工作的水力機械轉輪內部的固液兩相流進行了數(shù)值模擬研究。高忠信等在兩流體模型的基礎上,使用貼體坐標的有限體積法,利用有科氏力修正的kεAp兩相流紊流模型建立了水輪機轉輪內部的三維泥沙固液兩相紊流計算模型，模型中求解了考慮壓力對固粒相影響的時均Reynolds動量方程,并利用泥沙相的速度和濃度分布,數(shù)值計算了轉輪的泥沙磨損，為了驗證模型的可行性,用該模型計算了劉家峽HL00125模型水輪機轉輪內部的三維泥沙固液兩相紊流流動,數(shù)值預估了轉輪的泥沙磨損并與磨損試驗結果進行了比較，表明采用的固液兩流體模型是可行的,數(shù)值方法也是正確的。近年來，人們對于含沙水流中的空化問題已做了一些研究，研究主要集中在理論分析和試驗研究方面。國內外普遍認為水力機械中的魚鱗狀表面是泥沙磨蝕的典型特征，尤其沙粒沖刷使葉面形成順水流方向的魚鱗狀溝槽，空蝕使葉輪產生蜂窩狀麻面。2）空蝕對泥沙磨損起保護作用，在一定條件下單純的泥沙磨損破壞比兩者聯(lián)合作用時的破壞更強。但由于泥沙的沖刷，使此膜難于形成，故造成材料不斷暴露在空蝕的直接作用下，這造成聯(lián)合破壞較之任一單獨作用損壞的多。由于顆粒相互沖撞抵消了氣泡潰滅時作用于表面的部分能量，以及泥沙對過流表面的拋光作用減少了空蝕的強度，加之近壁流層中泥沙的屏蔽作用，空蝕作用力減弱，表面的破壞作用主要是磨損損壞。試驗研究 :趙萬勇通過對甘肅景電一期、二期提灌工程各級泵站多年現(xiàn)場觀測和改進設計實驗研究，分析了泵空蝕與泥沙磨損原因，結果表明:空蝕伴有泥沙，會使破壞程度成倍增加。水利水電科學研究院在各種空化試驗設備上如水洞、轉盤儀和磁致伸縮儀上進行的試驗，以及采用黃河沙和塑料沙進行的空化和磨蝕試驗發(fā)現(xiàn):在含沙量小時，含沙量的增加對空化和磨蝕起促進作用。無空蝕磨損時，正好相反。兩相流或多相流體力學是近40年來非?；钴S的一個研究領域。對水力機械的混水設計和抗磨材料的研制都有重要意義。描述兩相流的模型，走過了一個從簡單到復雜的過程。2）對含沙水流中空蝕作用下的水輪機過流表面快速損壞機理及內部空化流動具體形態(tài)的認識還不足，很大程度上制約了流體機械過流表面空化空蝕問題的解決。參考文獻【1】許洪元，[J].水利學報，1997，(9):1217【2】高瑛，李淑紅，[J].水泵技術，2005(2)【3】 [J].,4452【4】 [J].,5154.【5】高忠信、.水輪機轉輪固液兩相三維紊流計算及磨損預估[J].、張世雄、3743【6】楊敏官、劉棟、高波、楊波、安華民。4）水力機械的設計理論大都以單相流一元設計理論為基礎，最好的理論也是理想化的單相二元理論，而含有大量固體顆粒的兩相流在物理性質和流動特性方面發(fā)生了變化。結合CFD，F(xiàn)LUID軟件進行數(shù)值模擬。作為兩相流的整體運動又與兩相的體積濃度、顆粒的形狀和大小、兩相的密度、粘性和相間的滑移速度等諸多因素相聯(lián)系。進入九十年代，隨著計算機技術的發(fā)展和各種湍流模型的建立，固液兩相流在理論上和應用上都有了很大發(fā)展。無空蝕磨損時，上述部位損傷較重。鐵占續(xù)等人對含沙水空蝕下離心泵損傷情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)含沙水空蝕與無空蝕下的磨損，它們的損傷部位不同。一個實驗葉輪在修改了葉片形狀后增加壽命1倍。認為含沙量少將促進空蝕，含沙量大將制約空蝕。沙粒穿透邊界層的沖擊動能幾乎完全減少，對沖刷表面無磨損作用。清華的黃繼湯等通過靜止液體中的空泡潰滅實驗證明，含沙狀態(tài)下，空泡在固壁附近的潰滅壓強減小20%60%。由于這些不平度，促進了泥

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