[发明专利]基于泵内部流场特性和颗粒运动规律的计算方法

摘要

基于泵内部流场特性和颗粒运动规律的计算方法，在泵拟流体外特性数值求解的基础上，采用更高精度的差分求解格式，增加迭代步数，调高收敛等级，进行瞬态的LES拟流体内流数值计算，在此基础上对拟流体流场结构进行解析，监测拟流体在流动域内的流场特征，对漩涡、二次流和局部低压区进行识别和分析。分析泵工况、颗粒属性和过流件几何参数与磨损位置及磨损类型的关系，建立上述参数与泵磨损之间的定量关联。

主权项

1.基于泵内部流场特性和颗粒运动规律的计算方法，其特征在于：包括以下的步骤第一步：内流数值求解在泵拟流体外特性数值求解的基础上，采用更高精度的差分求解格式，增加迭代步数，调高收敛等级，进行瞬态的LES拟流体内流数值计算，在此基础上对拟流体流场结构进行解析；监测拟流体在流动域内的流场特征，对漩涡、二次流和局部低压区进行识别和分析；提取拟流体的速度、压力、湍动能和表现粘度的空间分布，为拟流体流场的反向求解和固相流场解析做好准备；第二步：拟流体流场的反向分解依据3.2.1对拟流体LBM微观机理的求解结果，在考虑液相和颗粒相的特征时间、特征速度、颗粒扩散弛豫时间等参数的基础上，对拟流体速度场进行分解，换算出固液相各自的流场分布；具体实施细节为，监测拟流体在流动域内的速度分布，将其表述为两相速度加权，即：认为流体和颗粒的运动方向一致，二者的速度差异仅为速度大小的不同，联立求解其与3.2.1获得的拟流体粘度与两相速度滑移之间的数学关联 ，即可获得两相各自的速度分布，并在拟流体流场上进行上述两相流场的后处理，得到固相的流场特征；第三步：固相颗粒运动规律及磨损基于拟流体分解的固相流场分布和实验结果，详细分析不同浓度、不同拟流体成分对泵内颗粒流场的影响规律，研究拟流体的宏观速度分布，将固相流场与过流件磨损位置关联起来，研究细颗粒介质属性与泵磨损之间的影响规律，分析泵工况、颗粒属性和过流件几何参数与磨损位置及磨损类型的关系，建立上述参数与泵磨损之间的定量关联；结合前述外特性研究结论，兼顾高效性和耐磨性，获得最优固相输送速率。