一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法
本专利技术属于泵内固液两相流研究领域，具体涉及一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法。
技术介绍
泵内在输送固液两相流时，颗粒运动速度与周围液体质点的运动速度存在一定的速度差，这个速度差便是颗粒滑移速度。颗粒滑移速度能够较为准确地描述泵在输送固液两相流时的性能，并能够有效预测泵输送颗粒两相流的性能。颗粒速度与液体质点速度之间存在一定的关系，若是将这种关系利用函数关系式表达出来，通过对泵进行清水内流计算得到液体介质的运动速度，即可得到泵内运输两相流介质时的颗粒速度，便能够对泵内固体颗粒速度起到有效的预测作用，并可此基础上得到颗粒滑移速度。相比通过实验测量固体颗粒在两相流泵内的运动速度，这将大大降低性能预测的成本。因此，有必要以清水内流计算为基础，建立泵内颗粒滑移系数的计算方法。迄今为止，尚未见泵内颗粒滑移速度计算方法，仅有一些在水平管和垂直提升管中对颗粒滑移速度的计算。矿业工程《垂直提升管中颗粒滑移速度试验研究》(2016年第4期)采用PIV(粒子图像测速法)研究了颗粒在深海采矿管道系统中的滑移速度，得到颗粒矿...
【技术保护点】
一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法，其特征在于包括如下具体步骤：(1)采用高速摄影拍摄泵内具有时间顺序的粗颗粒两相流图片，得到泵内颗粒运动；(2)利用数字图像处理软件MATLAB处理步骤(1)得到的粗颗粒两相流图片，得出泵内颗粒位置和运动轨迹，计算颗粒的瞬时相对速度w颗粒；(3)采用CFD方法进行清水过泵数值计算，处理出颗粒所在位置液流质点的相对速度w液体；(4)根据韦伯分布，建立步骤(2)和步骤(3)中得到的w颗粒与w液体间的关系式；(5)对步骤(4)所建立的关系式中的各项参数进行求解，基于液流质点速度建立颗粒速度计算公式；(6)根据颗粒滑移速度定义，建立泵内...
【技术特征摘要】
1.一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法，其特征在于包括如下具体步骤：(1)采用高速摄影拍摄泵内具有时间顺序的粗颗粒两相流图片，得到泵内颗粒运动；(2)利用数字图像处理软件MATLAB处理步骤(1)得到的粗颗粒两相流图片，得出泵内颗粒位置和运动轨迹，计算颗粒的瞬时相对速度w颗粒；(3)采用CFD方法进行清水过泵数值计算，处理出颗粒所在位置液流质点的相对速度w液体；(4)根据韦伯分布，建立步骤(2)和步骤(3)中得到的w颗粒与w液体间的关系式；(5)对步骤(4)所建立的关系式中的各项参数进行求解，基于液流质点速度建立颗粒速度计算公式；(6)根据颗粒滑移速度定义，建立泵内颗粒滑移速度计算公式。2.根据权利要求1所述的一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法，其特征在于：步骤(1)中，所述采用高速摄影拍摄泵内具有时间顺序的粗颗粒两相流图片，得到泵内颗粒运动，具体步骤如下：采用高速摄影测量泵内具有时间顺序的颗粒两相流绝对速度场为：f(X，Y，ti)、f(X，Y，ti+T)、f(X，Y，ti+2T)、……、f(X，Y，ti+nT)，其中X、Y为二维流场的空间坐标，ti为不同相位的初始时刻，i＝0、1、……，T为高速摄影相机拍摄的时间间隔，n为拍摄颗粒两相流图像的数量。3.根据权利要求1所述的一种基于清水内流计算的泵内颗粒滑移速度计算方法，其特征在于：步骤(2)中，利用数字图像处理软件MATLAB处理步骤(1)中拍摄的具有时间顺序的粗颗粒两相流图片，得到出泵内颗粒位置和运动轨迹，计算颗粒的瞬时相对速度w颗粒，具体步骤如下：(A)基于高速摄影实验得到泵内颗粒绝对速度分布，采用数字图像处理软件MATLAB编译颗粒两相流高速摄影图像处理C语言程序，处于泵旋转部件(叶轮)区域内的颗粒，对其进行绝对速度场中对应坐标的相位变换，可得到叶轮内颗粒相对叶片运动的相对运动坐标以及运动轨迹，此时相对运动场为：f(X’，Y’，ti)、f(X’，Y’，ti+T)、f(X’，Y’，ti+2T)、……、f(X’，Y’，ti+nT)，其中X’、Y’为变换后的二维流场的空间坐标，读取相位变换后颗粒所在位置坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：谈明高，季燕羽，刘厚林，吴贤芳，王凯，董亮，王勇，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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