旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗及數(shù)值模擬的開題報告

旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗及數(shù)值模擬的開題報告一、研究背景旋流泵作為一種重要的氣液、固液兩相流輸送設備，具有結構簡單、無易損件、維護費用低等優(yōu)勢，在化工、石油、環(huán)保等領域得到了廣泛應用。但是，在使用過程中，由于氣相或粉體的不斷升騰與沉降，旋流泵容易發(fā)生堵塞或減少泵流量等問題，嚴重影響其流量、壓力等性能指標。為了解決上述問題，需要深入了解旋流泵的輸送特性，為其優(yōu)化設計提供科學依據。因此，本文擬開展旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗及數(shù)值模擬研究，從理論和實驗兩方面深入探究其工作原理和性能。二、研究內容和目標2.1研究內容1）設計制作旋流泵試驗裝置，包括氣液兩相流實驗、固液兩相流實驗和單相流實驗。2）開展旋流泵的氣液、固液兩相流輸送特性試驗，探究氣相體積分數(shù)、濃度、顆粒大小以及旋流泵出口的截面形狀等因素對旋流泵性能的影響。3）利用CFD軟件建立旋流泵的數(shù)值模型，并進行氣液、固液兩相流運動的數(shù)值模擬，驗證試驗中得到的數(shù)據，并探究旋流泵內部流場對其輸送特性的影響。4）對試驗數(shù)據和數(shù)值模擬結果進行分析和對比，找出旋流泵在氣液、固液兩相流輸送中存在的問題和改進方向。2.2主要研究目標1）掌握旋流泵的工作原理和基本結構。2）通過氣液、固液兩相流輸送特性試驗，了解旋流泵在不同工況下的流量、壓力、能耗等性能指標。3）利用CFD數(shù)值模擬方法，探究旋流泵內部氣液、固液兩相流的運動規(guī)律，分析旋流泵的性能優(yōu)劣。4）提出改進旋流泵輸送性能的措施和建議，為旋流泵優(yōu)化設計提供科學依據。三、研究方法3.1試驗方法本文將采用自行設計的旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗裝置，通過改變氣體體積分數(shù)、濃度、顆粒大小以及旋流泵的出口截面形狀等因素，探究其對旋流泵性能的影響。具體試驗項目包括：氣液兩相流試驗、固液兩相流試驗、單相流試驗等。3.2數(shù)值模擬方法本文采用ComputationalFluidDynamics(CFD)軟件建立旋流泵的數(shù)值模型，進行氣液、固液兩相流運動的數(shù)值模擬。模擬過程中將考慮旋流泵內部流體的相互作用、湍流流動等因素，以預測旋流泵的性能和內部流場特性。3.3數(shù)據分析方法通過試驗數(shù)據和數(shù)值模擬結果的對比，對旋流泵在不同工況下的性能指標進行分析和對比。在此基礎上，結合實際需求和問題，提出旋流泵改進的方向和措施。四、擬定進度安排1）前期準備階段：確定研究方向和目標，搜集相關文獻，建立試驗計劃和數(shù)值模型，制作試驗裝置和測量系統(tǒng)等。2）氣液、固液兩相流輸送特性試驗階段：進行旋流泵的氣液、固液兩相流輸送特性試驗，得到相應數(shù)據。3）數(shù)值模擬階段：建立旋流泵的數(shù)值模型，進行氣液、固液兩相流的數(shù)值模擬，并對模擬結果進行分析。4）數(shù)據分析和總結階段：對試驗數(shù)據和數(shù)值模擬結果進行綜合分析和總結，提出旋流泵改進的建議和措施。5）論文撰寫階段：撰寫論文，完善論文內容，準備答辯。預計從2021年9月開始研究，到2022年6月完成。五、預期成果1）論文：完成一篇針對旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗及數(shù)值模擬的論文。2）實驗裝置：制作一套完整的旋流泵氣液、固液兩相流輸送特性試驗裝置。3）數(shù)值模擬：建立一套