裂隙巖樣滲透試驗系統(tǒng)葉輪式攪拌池流場仿真及分析.pdf

1、為完成國家973計劃項目“西部煤炭高強度開采下地質(zhì)災害防治與環(huán)境保護基礎研究”，第二課題組提出了裂隙巖石水沙滲透試驗系統(tǒng)的設計任務。該系統(tǒng)要求攪拌池沙濃度保持恒定且抽液口處沙濃度接近容器中平均濃度，為此開展計算機輔助攪拌池設計。攪拌池中水沙兩相流場仿真是計算機輔助設計攪拌池的核心內(nèi)容。本論文在裂隙巖石水沙滲透試驗系統(tǒng)方案設計的基礎上，綜合運用Pro/E、ICEM和Fluent軟件對攪拌池中水沙兩相流動進行仿真，分析葉輪轉(zhuǎn)速、葉輪離容器底

2、面的高度、沙粒自然堆放高度對流場的影響，對攪拌池的參數(shù)進行優(yōu)化，取得如下研究成果：
　　（1）根據(jù)設計輸入文件（設計任務書）的要求，在功能分解與組合的基礎上，完成了裂隙巖石水沙滲透試驗系統(tǒng)的方案設計。
　　（2）通過計算機輔助設計確定了葉輪直徑、葉輪高度、葉片數(shù)、葉輪轉(zhuǎn)速、容器直徑、抽液口和回流口位置、攪拌葉輪與容器底面的距離等攪拌池參數(shù)。
　　（3）在對攪拌池位形簡化的基礎上，攪拌池水沙兩相流k-ε雙流體湍流模型的控

3、制方程組。
　?。?）利用多重參考系法處理攪拌區(qū)域，利用有限體積法對控制方程組進行離散化，并采用壓力分離求解器下的SIMPLE算法進行迭代運算，通過物理量（方程）的殘差-步數(shù)曲線驗證了算法的收斂性。
　　（5）綜合運用Pro/E、ICEM和Fluent等軟件對攪拌池水沙兩相流場仿真，得到了葉輪轉(zhuǎn)速、葉輪離容器底面的高度、沙粒自然堆放高度對流場的影響規(guī)律。
　?。?）通過攪拌池水沙兩相流場仿真，得到了不同沙粒自然堆放高度