液下螺旋離心沼液沼渣泵研究與開發(fā).pdf

1、我國農(nóng)村沼氣池數(shù)量位居世界第一。但是隨著農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移，農(nóng)村沼氣工程面臨主要困境仍是出料難、攪拌難。因此，本課題提出使用液下螺旋離心泵輸送沼液沼渣，其研發(fā)對農(nóng)村沼氣池工程可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義，并且有廣闊的應(yīng)用前景。
　　首先，根依據(jù)我國農(nóng)村地區(qū)大力推廣的地下式沼氣池結(jié)構(gòu)形式以及容積，確定出了泵設(shè)計參數(shù)?？紤]到沼氣發(fā)酵殘留物、農(nóng)戶用電容量、使用安全性等重要因素，泵的結(jié)構(gòu)形式為葉輪為螺旋葉輪，采用220v1.5kw單相異步電

2、動機作動力機構(gòu)置于沼氣池外，泵潛入沼液內(nèi)工作。
　　其次，采用廣泛使用的速度系數(shù)法、相似換算法，開展了螺旋離心沼液沼渣泵葉輪和壓水室的水力設(shè)計。在水力設(shè)計中，考慮到了沼氣池料液中含有大量纖維雜質(zhì)、顆粒等固體懸浮物的特性，力求螺旋離心沼液沼渣泵具有良好的水力性能及其通流能量。
　　再其次，基于PRO/E軟件對螺旋離心沼液沼渣泵整體建模。針對各計算域的結(jié)構(gòu)特點，并結(jié)合網(wǎng)格劃分的要求，采用ICEM-CFD軟件并選用適應(yīng)性強的四面體

3、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，對計算域作網(wǎng)格劃分。
　　最后，開展螺旋離心沼液沼渣泵內(nèi)部流場數(shù)值模擬。針對沼液沼渣含有大量纖維雜質(zhì)、顆粒等固體懸浮物，其內(nèi)殘存沼氣、有毒、難聞、成分不明的氣體，以及沼渣沼液中殘留的纖維雜質(zhì)、顆粒等固體懸浮物形狀不規(guī)則，將沼渣看作粒徑均勻的球形顆粒，且固體顆粒直徑分布在0.2～5mm之間，而顆粒半徑在2～3mm范圍內(nèi)的顆粒占60％以上。研究了物料的顆粒直徑3mm固相體積濃度Cv為50％條件下，對泵性能影響規(guī)律;研究了設(shè)

4、計工況下，顆粒直徑3mm固相體積濃度Cv分別為10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％和固相體積分數(shù)分為50％固相顆粒中值粒徑d分別為1、2、3、4、5mm的時，對泵揚程、效率和軸功率的影響規(guī)律。研究表明:
　　(1)清水介質(zhì)下螺旋離心沼液沼渣泵的流量Q=9.5m3/h時，揚程為H=5.31m，效率為η=61.86％，達到了設(shè)計要求。
　　(2)泵輸送顆粒直徑3mm固相體積濃度Cv為50％物料時，與輸送清水比較