离心式渣浆泵广泛应用于矿石开采、金属冶炼、石油化工等行业,主要用于输送含有大量固体颗粒的流体介质。在渣浆泵运行过程中叶轮的磨损最为严重,会影响泵系统的正常运行,要解决这个问题有必要掌握渣浆泵的磨损原理。本文以25MZ型离心式渣浆泵为研究对象,采用欧拉-欧拉多相流模型研究不同叶轮结构对渣浆泵磨损的影响。以固相体积分数和固相滑移速度作为依据,定性地分析渣浆泵过流部件的磨损情况,最后通过试验验证的方法来检验数值模拟结果的准确性。主要研究工作和结论如下:1.基于欧拉-欧拉方法中的Particle非均相流模型,分析了0.6QBEP、1.0QBEP、1.5QBEP工况下进口段、叶轮、蜗壳的内流特性。结果表明:进口段流体发生预旋,旋转方向与叶轮转动方向一致。在过流部件内,通过对固相体积分数和固相滑移速度分析,发现随着流量的增大,叶片压力面固相体积分数较大的区域从叶片进口向叶片尾缘移动,蜗壳壁面固相体积分数较大的区域从蜗壳靠近前盖板区域向靠近后盖板区域移动。泵的扬程随着转速的增大而增大,随着固相体积浓度的增大先缓慢下降后快速下降。因此通过调节对应点的泵转速可以达到相应的扬程值,从而满足渣浆泵的运行工况。2.通过在叶轮后盖板出口处布置小叶片来分析不同叶轮结构对渣浆泵水力性能和磨损特性的影响。在定常计算中主要对压力、涡结构、湍动能和熵产进行了分析,结果表明:在小流量工况下,在叶片进口处和出口处可以看到明显的叶片进口涡和叶片出口涡,在叶轮出口处,湍动能较大。叶轮内部的流动损失主要在叶片进口处和出口处,从而在此区域导致了熵产损失。在非定常计算中,发现小叶片可以抑制叶片出口处的分流和脱流,使叶轮内部的流态更加稳定,压力脉动系数更小。叶轮径向力呈四角形分布。3.为了验证理论分析的正确性和数值计算结果的准确性。分别对1号泵和2号泵进行磨损试验,采用等流量控制、叶轮失重测量的方法来研究叶轮的磨损情况,固体颗粒采用棕刚玉。结果显示:1号泵和2号泵叶片进口处磨损严重,靠近后盖板处更明显,2号泵叶轮后盖板靠近进口处已磨穿,失效严重。叶片出口靠近后盖板一侧磨损严重,主要原因是固相颗粒进入叶轮后由于惯性力的作用,向后盖板方向移动,导致叶轮进口与后盖板交界处磨损严重。固体颗粒进入叶轮流道后,沿着叶片型线颗粒的径向速度和周向速度都逐渐增大,在叶片出口处固相滑移速度达到最大,磨损严重。