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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术

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卧式泡沫泵内部流场数值模拟分析

李辉楚

强大泵业集团行唐泵业有限公司，河北石家庄050000

摘要：针对卧式泡沫泵展开基础机理性研究，利用数值模拟软件ANSYSCFX对泡沫泵进行了清水介质定常工况、

浆体介质下气-固-液三相流动分析，并对泵进行了空化模拟计算。分析叶轮的内外特性，寻找在浆体流动下出现

效率损失的原因，如回流区、低速区，通过流动设计规避效率损失的诱因。研究浆体对于压力、速度分布的影响，

对流场内固相分布的影响，叶片压力面与吸力面的分布情况，来减少因水力原因和磨损原因造成的效率损失，创

新性地将磨损特性纳入多参数综合优化考量中。

关键词：卧式泡沫泵；三相流动；空化模拟；内外特性

中图分类号：TK124

0引言适应不同流量参数与泡沫物理特性的输送要求，比如

说粘稠度较高的灭火泡沫或者流动性强的清洁泡沫都

为了从矿石中提取矿物质，一般来说需要对矿石

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可以有效处理。该泵设计流量Q=1400m/h，额定转速

进行粉碎及研磨。对于复合矿来说，经过研磨得到精

n=600r/min，叶轮为半开式，叶片数4枚，背叶片10

矿可以最大化回收矿物质。在渣浆形态中的精矿被导

枚。压水室型式为螺旋形，压水室断面形状为矩形。

入添加有空气和浮选剂的搅动式浮选槽中。在废石下

降的同时，精细颗粒的矿石会附着在泡沫上且浮到面

上。泡沫从浮选槽的边缘溢出，然后循环流入浮选工

艺的其它阶段从而达到效率最大化和矿物质回收。从

浮选槽释放出来的泡沫由精细颗粒的浆液组成，而浆

液中带有相当多飞散的空气泡沫。把泡沫浆液从一个

浮选槽送到另一个槽，然后再到下一个工序，这就需

要泵抽。一般用立式和卧式泡沫泵来抽泡沫。由于加

入了大量的泡沫，所选用的泵的体积要大于那种泵送

一般无泡沫的渣浆工况的泵。基于把泡沫抽取进入泵图1卧式泡沫泵装配图

的困难性，这类泵的吸入口要大是很有必要的。鉴于1.2全流道三维模型建立

卧式泵比立式泵占地面积更小，更易于维修，且能泵

离心式泡沫泵属于旋转式流体机械，泵的全流道

送更多的泡沫流量，卧式泵是泡沫泵的首选。此方案

根据其结构特点可分为四个主要区域：吸入管流道区

已被广大浮选矿厂业主所采用。现在生产卧式泡沫泵

域负责液体的引入，叶轮流道区域促进液体的加速，

厂家主要是国外的伟尔沃曼，国内还没有，进口泵价

背叶片流道区域平衡流体的能量，压水室流道区域则

格高，国内卧式泡沫泵主要靠进口，为了填补国内空

完成液体的排出。本文使用三维建模软件UG分别建立

白，卧式泡沫泵开发的性价比高。

各部件的三维几何模型，并将三维几何模型组装在一

1数值模拟方法起，得到泡沫泵三维全流道几何模型。叶轮实体、叶

1.1卧式泡沫泵基本参数轮水体域、背叶片水体域、蜗壳水体域、叶轮与泵盖