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水下运行环境的固液两相双流道泵的设计与试验研究

作　者: 谭东华
导　师: 朱祖超
学　校: 浙江大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 双流道泵设计固液两相试验装置水力性能磨损
分类号: TH38
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 5次
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内容摘要

目前在海底矿物质的开采技术研究中，如何研制出高性能的固液两相泵，以将开采的矿石以水力提升的方式输送到海平面上的采矿船上，是最关键的技术之一。固液两相双流道泵由于其独特的叶轮结构，通过性较好，比普通叶片式的固液两相泵更适合于进行大粒径的固体颗粒的水力输送，因此采用潜水式的固液两相双流道泵进行海底矿物质的水力提升是有可能的。本论文对双流道固液两相泵的水力设计和其输送不同固体物质时的水力性能及磨损情况等内容展开了深入的研究，取得了一些创新性的成果。 1)对目前国内外海底矿物质的水力提升装置和固液两相离心泵的发展现状进行了较为全面的总结，在此基础上首次对采用固液两相双流道泵作为海底矿物质输送泵的可行性进行了研究分析。 2)较为全面的总结了目前双流道泵水力设计方法，结合大粒径固体颗粒的输送的特殊要求，用速度系数法设计了两台固液两相双流道泵，并针对这两台泵进行了清水试验及试验总结。 3)以双流道泵作为试验泵，在国内首次针对大粒径固体颗粒的水力输送搭建了流量可调的固液两相输送试验装置，提出了一套可行的含大粒径固体颗粒的固液两相输送试验方案。 4)在试验基础上，对双流道泵输送含不同固体颗粒的固液两相流的水力性能及过流部件的磨损情况进行了研究分析，得出了双流道泵在输送该两相流时的水力性能变化及磨损情况，为以后进一步深入研究积累了经验基础和理论基础。研究结果表明了采用双流道泵作为海底矿物质输送泵是可行的，为双流道固液两相泵的水力设计改进和抗磨损改进提供了参考依据，不仅促进海底矿物质双流道输送泵的发展，而且对双流道泵作为固液两相泵而推广应用也具有重大的意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章概论  9-22
  1.1 深海采矿研究背景  9-11
    1.1.1 深海采矿的研究意义  9
    1.1.2 深海采矿发展现状  9-11
  1.2 深海采矿水力提升系统  11-14
    1.2.1 水力提升系统的特点  11-12
    1.2.2 深海采矿水力提升泵的研究现状  12-14
  1.3 固液两相离心泵  14-21
    1.3.1 固液两相泵的研究现状  14-19
    1.3.2 双流道泵的特点、发展现状及研究意义  19-21
  1.4 本文的研究目标和研究内容  21-22
第二章固液两相双流道泵的设计方法与样泵研制  22-38
  2.1 水力设计方法  22-32
    2.1.1 海底矿物质输送泵的主要设计参数  23-25
    2.1.2 双流道叶轮的水力设计  25-29
    2.1.3 蜗壳设计  29-32
  2.2 样泵设计与水力试验  32-37
    2.2.1 设计参数  32
    2.2.2 结构设计  32-34
    2.2.3 设计结果  34-35
    2.2.4 水力试验结果  35-37
  2.3 本章小结  37-38
第三章固液两相双流道泵输送不同固液两相流的试验研究  38-66
  3.1 固液两相输送试验装置的搭建  38-50
    3.1.1 固体颗粒的注入与回收  40-42
    3.1.2 流量调节与测量  42-45
    3.1.3 扬程测量部分  45-48
    3.1.4 轴功率测量部分  48-49
    3.1.5 数据采集及处理系统  49-50
  3.2 试验过程及试验数据的分析  50-64
    3.2.1 试验泵及试验材料  50-51
    3.3.3 试验过程  51-53
    3.3.4 试验数据相关计算公式  53-55
    3.3.5 试验结果分析  55-59
    3.3.6 过流部件磨损分析及改进措施  59-64
  3.4 本章小结  64-66
第四章全文总结与展望  66-68
  4.1 全文总结  66-67
  4.2 展望  67-68
攻读硕士期间发表的学术论文及成果  68-69
参考文献  69-73
致谢  73

水下运行环境的固液两相双流道泵的设计与试验研究

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