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使用水枪冲土、人工搅拌等方式将位于高处土料搅拌成泥浆,并将泥浆输送到坝面形成的坝体即为水坠坝。水坠坝在建造过程中存在泥浆脱水固结困难、坝体存在流态区、施工条件要求高等问题。为解决水坠坝存在的问题,进一步地提高筑坝的质量、机械化和自动化水平,提出泥浆泵筑坝的新思路。泥浆泵筑坝经过多次的改进优化,其建设水坠坝的能力已经得到大大地提升,但其内部流动规律和密封机理尚未完全掌握。本文利用数值模拟方法研究筑坝泥浆泵内部固液两相流动的规律,并对其泥浆制备输送装置和副叶轮密封系统进行结构分析和优化,确定最优结构参数设计方案。 筑坝泥浆泵的核心部件是泥浆制备输送装置,本文针对三种不同结构的泥浆制备输送装置进行理论分析和数值模拟,分析研究其性能表现、流体内部运动规律和外特性参数,确定泥浆制备输送装置最优设计方案。利用数值模拟方法分析泥浆制备输送装置在各种工况下的性能表现,分析泥浆固相浓度和固相颗粒直径对泥浆输送性能的影响规律。从泥浆制备输送装置组成部件螺旋输送装置和离心泵结构两个方面对影响泥浆输送性能的结构参数进行仿真分析,探究不同结构参数对泥浆泵性能的影响规律,确定各结构参数的最优值。 筑坝泥浆泵的密封系统采用副叶轮动力密封,本文对影响筑坝泥浆泵密封能力和泥浆输送性能的结构参数如背叶片的叶片类型、叶片数量、轴向间隙等参数进行仿真分析,确定各结构参数的最优值。同时采用正交表设计副叶轮的动力密封方案,对各个密封方案的泥浆制备输送装置内部流动进行数值模拟,研究副叶轮的叶片数、轴向间隙、叶片直径和叶片宽度对泥浆泵密封性能的影响规律,确定最佳的设计方案。 本文采用理论分析和数值模拟方法对泥浆制备输送装置内部流动规律和副叶轮动力密封系统进行了研究,探究了在不同的工况、不同的结构参数下泥浆制备输送装置的性能表现,并分析了各结构参数对筑坝泥浆泵密封性能的影响规律,提高了筑坝泥浆泵的泥浆输送性能和密封能力,为今后对筑坝泥浆泵的研究提供了参考。