大尺寸固体颗粒对固液两相流输送泵叶轮的磨损

宋龙波，滕爽，曹骞，康灿*, 丁可金，李长江

(1. 国家泵类产品质量检验中心(山东)，山东 淄博 255209； 2. 江苏大学能源与动力工程学院，江苏 镇江 212013； 3. 中国船舶第七○四研究所，上海 200031)

固液两相流体的输送广泛存在于采矿、化工、冶金、食品等工业.根据固相性质的不同，固液两相流体的物理属性和流动特征均存在明显的区别.固体颗粒的存在不仅会严重影响输送泵的水力性能，还会造成磨损、流动质量下降、输送效率降低，严重时甚至还会引起流程中断.一般固液两相流体中包含的固体颗粒粒径小，通常小于2.0 mm.近年来，工程应用中，尤其是采矿工程中，对固体颗粒粒径范围提出了要求，通常为20～50 mm，这对固液两相流体的输送提出了挑战.小尺寸颗粒的动力学特征与大颗粒相差较大，且颗粒之间、颗粒与壁面的作用等关键问题与颗粒尺寸和所占体积份额密切相关.所以以往获得的小颗粒的研究结论不适用于大颗粒，研究大尺寸颗粒的输送机理及其对输送装备外特性和磨损的影响亟待开展.

颗粒的运动速度越快、数目越多、粒径越大，对过流壁面的冲击磨损就越严重[1].对于固液两相流体输送泵，其过流部件的几何形状和部件之间的匹配有多种形式，所以导致一些关于磨损的结论无法普及.在固相浓度一定的情况下，泵叶轮叶片的磨损量随着固体颗粒粒径的增大逐渐增大，但导叶磨损量的变化不明显[2].对于叶轮和蜗壳的组合，叶轮上的磨损主要发……