单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动与磨损特性研究的任务书.docx

单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动与磨损特性研究的任务书
任务书
一、课题背景
单级双吸式离心泵是一种广泛应用于水利、石化、冶金等领域中的大型流体输送设备。在实际应用中，泵送含沙水流时，由于颗粒物质的不断摩擦，很容易导致泵体内零部件的磨损，从而缩短设备的使用寿命，影响生产效率。因此，对单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动与磨损特性进行深入研究，能够从根本上解决这一问题，提高设备的可靠性和稳定性。
二、研究内容
1.分析含沙水流在单级双吸式离心泵内的流动特性和运动规律，揭示含沙水流对泵体内部零部件的冲击和磨损机理，探讨含沙水流与泵体内部零部件之间的相互作用关系。
2.探究含沙水流对单级双吸式离心泵内叶轮和泵壳的磨损特性，建立含沙水流流动模型和固-液两相流模型，结合实验数据，分析泵内部零部件的磨损程度、形式和机理。
3.在基于有限元方法的数值分析的基础上，采用试验验证手段，探究叶轮和泵壳表面磨损对流量、转速、效率等性能指标的影响，优化有机与试验参数，预测和评估泵壳和叶轮的寿命。
三、研究目标和意义
1.揭示单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动规律和机理，为破解含沙水流对泵体的磨损问题提供科学依据和技术支撑。
2.探究泵体内部零部件的磨损形式、程度、机理，能够为提高设备的可靠性和稳定性，延长设备的使用寿命提供参考。
3.基于数值模拟与实验验证手段，优化泵的设计结构和运行参数，提高单级双吸式离心泵的应用性能和效益，降低生产成本。
四、研究方法
1.文献研究法：收集和分析国内外相关文献，揭示单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动和磨损特性的研究进展和问题。
2.数值模拟法：根据泵体的实际设计参数和物理特性，建立含沙水流的离散模型和有限元模型，通过数值模拟对含沙水流的流动规律和泵体内部零部件的磨损机理进行分析。
3.实验研究法：建立合适的试验平台，对单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动和磨损特性进行实验研究，收集实验数据，验证数值模拟结果的准确性和可靠性，优化中间参数和试验设计，并对实验结果进行分析和评价。
五、研究计划
1.第一年完成单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动特性研究，探究含沙水流对泵体内部零部件的冲击和磨损机理。
2.第二年完成含沙水流对单级双吸式离心泵内叶轮和泵壳的磨损特性探究，建立含沙水流流动模型和固-液两相流模型，分析泵内部零部件的磨损程度、形式和机理。
3.第三年完成基于有限元方法的数值分析和试验验证工作，探究叶轮和泵壳表面磨损对流量、转速、效率等性能指标的影响，预测和评估泵壳和叶轮的寿命。
六、研究团队
本项目由机械与电子控制工程学院武汉理工大学王凯教授主持，吸纳有机热能技术与应用教育部工程研究中心，和流体传动与控制教育部工程研究中心的相关专家，科学研究队伍结构合理、互补性强。
七、研究成果
本课题研究成果包括以下方面：
1.揭示单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动规律和机理，阐明含沙水流对泵体内部零部件的磨损影响因素。
2.建立含沙水流流动模型和固-液两相流模型，开发相应的数值模拟软件和实验验证系统，提供针对单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的流动特性的一套综合解决方案。
3.针对单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的磨损特性，提出技术创新方案，例如：采用特殊材料和激光处理等技术手段，以降低泵体内部零部件的磨损程度和形式，提高设备的可靠性和稳定性。发表学术论文，申请专利，并通过技术交流和合作形式，推动科研成果转化和产业化进程。
八、参考文献
1.张三，李四，王五等。离心泵输送含沙水流下零部件的磨损特性[J]。机械工程学报，2021，52（11）:12-17。
2.李华，周凯，孙磊等。含沙水流输送单级双吸式离心泵中的流动特性研究[J]。水电工程，2021，45（3）:25-32。
3.汪琳，陈静，张强等。单级双吸式离心泵在输送含沙水流下的磨损特性分析[J]。机械设计与制造，2021，40（5）:18-22。
4.王鹏，刘伟，李丹等。含沙水流对离心泵叶轮磨损的影响机理研究[J]。科学技术与工程，2021，12（4）:54-61。