液下螺旋离心沼液沼渣泵研究与开发

【摘要】我国农村沼气池数量位居世界第一。但是随着农村劳动力的转移,农村沼气工程面临主要困境仍是出料难、搅拌难。因此,本课题提出使用液下螺旋离心泵输送沼液沼渣,其研发对农村沼气池工程可持续发展具有重大的现实意义,并且有广阔的应用前景。首先,根依据我国农村地区大力推广的地下式沼气池结构形式以及容积,确定出了泵设计参数。考虑到沼气发酵残留物、农户用电容量、使用安全性等重要因素,泵的结构形式为叶轮为螺旋叶轮,采用220v1.5kw单相异步电动机作动力机构置于沼气池外,泵潜入沼液内工作。其次,采用广泛使用的速度系数法、相似换算法,开展了螺旋离心沼液沼渣泵叶轮和压水室的水力设计。在水力设计中,考虑到了沼气池料液中含有大量纤维杂质、颗粒等固体悬浮物的特性,力求螺旋离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软件对螺旋离心沼液沼渣泵整体建模。针对各计算域的结构特点,并结合网格划分的要求,采用ICEM-CFD软件并选用适应性强的四面体结构化网格,对计算域作网格划分。最后,开展螺旋离心沼液沼渣泵内部流场数值模拟。针对沼液沼渣含有大量纤维杂质、颗粒等固体悬浮物,其内残存沼气、有毒、难闻、成分不明的气体,以及沼渣沼液中残留的纤维杂质、颗粒等固体悬浮物形状不规则,将沼渣看作粒径均匀的球形颗粒,且固体颗粒直径分布在0.2～5mm之间,而颗粒半径在2～3mm范围内的颗粒占60%以上研究了物料的颗粒直径3mm固相体积浓度Cv为50%条件下,对泵性能影响规律；研究了设计工况下,颗粒直径3mm固相体积浓度Cv分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%和固相体积分数分为50%固相颗粒中值粒径d分别为1、2、3、4、5mm的时,对泵扬程、效率和轴功率的影响规律。研究表明：(1)清水介质下螺旋离心沼液沼渣泵的流量Q=9.5m3/h时,扬程为H=5.31m,效率为,7=61.86%,达到了设计要求。(2)泵输送颗粒直径3mm固相体积浓度Cv为50%物料时,与输送清水比较,在设计流量9.5m3/h时,扬程下降了约lm,效率下降了约4%,而轴功率增加了约O.1kw。(3)颗粒直径和固相体积分数分对泵性能有明显的影响,尤其固相体积分数较高或相同固相体积分数分较大固相颗粒粒径,都能影响泵扬程和效率。且固相体积分数较高时,轴功率较快上升,但轴功率的最大值未超过泵的配套功率1.5KW。(4)螺旋叶片碰撞、摩擦主要部位是在螺旋叶片的背面附近和离心叶片的出口工作面附近。
【作者】许立中；
【导师】刘在伦；
【作者基本信息】兰州理工大学，流体机械及工程，2013，硕士
【关键词】沼液沼渣；螺旋离心泵；水力设计；清水与固液两相介质；数值模拟；

【参考文献】
[1]施莹.基于创新型产品的供应链物流能力构成及评价研究[D].北方工业大学,企业管理,2014,硕士.
[2]邢海龙,高存臣,曾宪武,李延波.一类具有变时滞不确定分布参数系统的滑动模控制[J].控制与决策,2007,03:333-336+348.
[3]张宇.中国电信A公司企业人力资源规划管理研究[D].北方工业大学,工商管理,2014,硕士.
[4]张朋新.料堆测量系统图像预处理算法研究[D].东北大学,检测技术与自动化装置,2011,硕士.
[5]王佳男.微通道中液液两相流动与混合过程的数值模拟[D].浙江大学,化学工艺,2013,硕士.
[6]陈春华.甘肃肉牛M-calpain、CAST和H-FABP基因多态性及其与肉质性状的相关性分析[D].甘肃农业大学,动物遗传育种与繁殖,2013,硕士.
[7]励东东.粘贴加固预应力砼连续箱梁桥的受力特性分析[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[8]张枥心.伊犁师范学院教学管理系统设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[9]金红.中学德育课程自主开发问题研究[D].上海师范大学,教育学原理,2004,硕士.
[10]管铭华.新疆乌苏光伏电站项目可行性研究[D].南昌大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[11]陆赛群,吴文波.数据挖掘在城市污水处理中的潜在价值[J].浙江水利水电专科学校学报,2005,02:27-29.
[12]梅继林,李健.甘肃省制造业绩效研究——基于DEA模型的实证[J].河西学院学报,2014,06:82-86.
[13]陈艳.金庸小说与魏晋风度[D].安徽大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[14]张小白,孙素琴,滕贤亮,李大鹏,镐俊杰,李奎.基于多区域的AGC多目标协调控制方法[J].电力系统自动化,2010,16:55-57+77.
[15]张方旭.绿肥还田量与不同生物活性肥比例对烤烟产质量的影响[D].湖南农业大学,作物,2012,硕士.
[16]朱如华,樊理山,王曙东.抗静电纺织矿服面料及石墨烯在该面料中的应用[J].山东纺织经济,2012,12:38-39+59.
[17]凌曦,张锦.酞菁铅在石墨烯表面吸附行为的拉曼光谱研究[J].物理化学学报,2012,10:2355-2362.
[18]谢佳琦.手性药物苯磺酸氨氯地平的分离与测试研究[D].湘潭大学,高分子化学与物理,2014,博士.
[19]贺喜.基于B2C电子商务下的配送问题研究[D].北京交通大学,2009.
[20]李宇皓.吉林省部分高校课余体育俱乐部现状与对策研究[D].东北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[21]魏晶晶.基于MARS-SVM的信用卡信用评估模型研究[D].浙江工商大学,统计学,2012,硕士.
[22]谭开玉.宜昌市体育舞蹈培训机构的现状调查[D].华中师范大学,体育教学,2014,硕士.
[23]高飞.前列腺癌相关氨基酸变异及SNP数据库构建及功能注释[D].苏州大学,系统生物学,2013,硕士.
[24]熊晶晶.地震信号奇异性分析及其应用的研究[D].广西师范大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[25]范继斌.我国高速铁路投融资问题研究[D].北京交通大学,2009.
[26]李玉凤.对魏书生语文教育教学改革的回顾和反思[D].华东师范大学,教育,2003,硕士.
[27]邹小伟.产学研结合技术转移模式与机制研究[D].华中师范大学,情报学,2013,硕士.
[28]贾春霞.理气活血解郁方合认知行为疗法治疗老年脑卒中后抑郁临床疗效的研究[D].浙江中医药大学,中医临床基础,2014,硕士.
[29]何明祥.蛇六谷葡甘聚糖抗肿瘤研究[J].食品科学技术学报,2014,06:24-28.
[30]张虹.对奥运会开幕式表演作品若干艺术装饰的研究[D].华南师范大学,体育教育训练学,2004,硕士.
[31]王豪.海底柔性管道铺设系统滚筒驱动试验样机研制与试验研究[D].哈尔滨工程大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[32]周阳,褚有群,刘委明,马淳安.纳米三氧化钨修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能[J].物理化学学报,2013,02:287-292.
[33]梁宁,高琼.毛乌素沙地草地种植管理咨询系统的开发[J].植物生态学报,1996,05:438-448.
[34]刘红伟.中国国家身份的话语建构[D].天津商业大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[35]邹昕.《宁夏回族文化图史》翻译（节译）实践报告[D].宁夏大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[36]马德良.基于数字化技术的海岛非物质文化遗产保护[D].浙江海洋学院,农村区域与发展（专业学位）,2014,硕士.
[37]周立宁.城镇职工门诊慢性病基本医疗保险监管问题研究[D].山东师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[38]杜爱明.现代教育技术的发展趋势(Ⅰ)[J].教育仪器设备.2001(02)
[39]丁胜楠.肝硬化患者细菌感染的类型及耐药性[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[40]庞士伟.复合微电极阵列的制备及其在电化学传感方面的应用[D].厦门大学,物理化学,2014,硕士.
[41]朵雯娟.从传统走向创新[D].云南艺术学院,动画与数字媒体研究,2014,硕士.
[42]孙春花.艺术人类学简史[D].中央民族大学,人类学,2004,硕士.
[43]李霞.现代飞机起落架缓冲性能分析、优化设计一体化技术[D].西北工业大学,飞行器设计,2004,硕士.
[44]钱飞箭.坛紫菜受高温和干出胁迫的机理及脂代谢关键基因的研究[D].宁波大学,海洋生物学,2014,硕士.
[45]孙漪.消费者自我概念一致性和品牌偏好、购买意愿的关系研究[D].浙江工商大学,企业管理,2014,硕士.
[46]朴宣泳（ParkSunYoung）.韩国公司进入中国市场品牌名称策略研究[D].哈尔滨工业大学,企业管理,2013,硕士.
[47]王冬青.基于时频联合的混沌谐波盲提取算法研究[D].黑龙江大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[48]于颜华.地下工程灾害光纤多参数监测系统软件平台开发[D].山东大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[49]熊如刚.基于FPGA与DSP的接触网磨损检测系统设计[D].西南交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[50]辛静.光学分子影像探针的构建及其在胃癌新药筛选和靶向监测中的应用[D].西安电子科技大学,模式识别与智能系统,2013,博士.