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| 隔膜泵的內(nèi)部流動及理論 |
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近來海上溢油事故頻繁發(fā)生,各國越來越重視溢油的防治與回收。鑒于海上溢油回收作業(yè)方式以及污油的特性,污油輸送泵應具有結構緊湊、重量輕、處理量大、可輸送含固體顆粒或粘性較大的流體,并具有空載運轉和連續(xù)運轉、過載不會燒毀的特點。
隔膜泵工作原理適于溢油回收,但國產(chǎn)隔膜泵結構笨重、處理量低,國外技術封鎖嚴重。因此,開發(fā)適合中國國情、價格低、處理量相對較大的新型隔膜泵已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。應用引流原理的隔膜泵體積效率有很大提高,更適合海上污油輸送。
論文根據(jù)流體力學的基本原理,建立了引流隔膜泵的理論模型,并對微分方程組進行了求解,得到了理論引流泵內(nèi)部流體的流動規(guī)律。分析表明,引流泵的工作過程分為推進流動和引流流動兩個階段,在推進流動階段,活塞排出流體速度大于排出管道中流體速度,部分流體儲存于緩沖罐中,隨著活塞速度的降低,緩沖罐中的流體又被釋放出來,繼續(xù)推動流體加速;在引流流動階段,外界流體在排出管道中流體慣性力的作用下繼續(xù)被輸送。用速度源項模擬緩沖罐的作用,并基于In-Form方法和動物體方法實現(xiàn)了閥門的開關功能,編寫了物體運動的MOF文件,最終形成了一套引流隔膜泵的數(shù)值計算方法。應用該方法對一理論引流泵進行了數(shù)值模擬,驗證了引流流動的存在,并且表明在理論條件下引流泵的體積效率達到了200%以上。 |
