含固体颗粒的液态化工介质离心泵输送特性研究

用离心泵输送含固体颗粒的液态介质是石化、化工等流程工业的重要生产流程之一。但这种固液两相混合输送离心泵在理论研究和设计应用必须要解决两个关键技术难题：一是由于磨损问题而导致的可靠性差和寿命短，二是由于存在固体物质导致效率低。由于固体的大小、密度、硬度性质不尽相同，其磨损特性及其对泵送特性的影响还未能很好地被揭示，目前对含有固体颗粒化工介质的输送仍采用常规的以清水为介质进行设计的离心泵，在使用过程中出现磨损严重和寿命短等问题，使用成本很高。本项目针对这两个关键技术难题，在原有对固液两相混合输送和离心泵的研究基础上，深入开展基于三维流动分析之上的固液两相混输离心泵的耐磨特性研究，掌握固体特性（不同密度、直径和浓度）对泵在输送实际化工介质的影响，进一步揭示固液两相混输离心泵的内部流动机理和磨损规律，建立以耐磨和提高效率为主线的设计方法，促进高性能固液两相离心泵的研制和工业化应用。

本项目以石油、化工等流程工业中输送含固体颗粒液态介质的离心泵为研究对象，针对固液两相混合输送离心泵在理论研究和设计应用中存在磨损和效率低等关键基础问题，在输送固液两相流的工况下，开展了流动数值计算、流场测试、外特性试验和磨损研究。通过数值模拟和试验研究的方法，分析了固体颗粒属性对泵内流动特性、外特性及固体颗粒分布等的影响，揭示了颗粒直径、固相浓度和颗粒密度对泵输送性能与磨损的影响机理，预测了固相颗粒对壁面的磨损规律。通过对叶轮的磨损实验，分析了不同固相体积对叶轮的磨损程度。利用PIV流场测试法对固液两相离心泵内部的固液两相流动进行了分析，获得了液相和固相的速度场；该项目研究为建立耐磨损和高效率为主线的泵的设计方法提供了理论参考。. 通过研究共发表文章18篇，其中SCI检索论文4篇，EI检索3篇，国际期刊2篇，国际会议论文4篇，国内会议论文4篇，授权发明专利1项，实用新型专利1项；培养毕业博士研究生2名，硕士研究生6名；承办学术会议2次。