机械工程学报

作者：徐海良, 徐聪, 曾义聪, 吴波

单位：1. 中南大学机电工程学院 长沙 410083;；2. 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室 长沙 410083

关键词：固相浓度,空化特性,理论分析,深海采矿矿浆泵,数值模拟；

基金：国家自然科学基金资助项目（51775561）和湖南省自然科学基金资助项目，深海采矿阀控式清水泵水力提升设备工作机理及设计方法（2018JJ2522）。

为分析固相浓度对深海采矿矿浆泵空化特性的影响，通过空化核子理论、质能方程建立气相和液相、固相和液相之间的联系，探求气固两相之间的理论关系，进行固相参数对深海采矿矿浆泵空化性能影响分析，并采用mixture多相流模型，RNG k-ε湍流模型，Schnerr and Sauer空化模型，在fluent软件中对矿浆泵进行稳态空化仿真。比较不同颗粒浓度对矿浆泵流场压力分布、气相分布及工作性能的影响，为矿浆泵空化特性提供依据。研究结果表明：空化发生时的临界气泡半径与固相浓度及其流量可通过液体压强建立联系，固相颗粒浓度越大、固相流量越大，空化将提前发生，抗空化性能将下降；随着固相浓度的增加，在矿浆泵首级叶轮叶片背面入口处压力降幅增大，气相体积分数增大，泵扬程减小，汽蚀余量减小。

来源：2019年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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