矿业研究与开发

作者：黄腾龙,曾凯,石勇,段胜胜,段弘宇,吕伟鹏

关键词：充填泵锥阀;阀隙流场;磨损速率;锥阀角度;计算流体力学

针对锥阀充填泵在工作过程中导致锥阀磨损的问题,利用Navier-Stokes方程、k-ε 湍流模型和阀隙两相流的冲蚀磨损模型,基于计算流体力学(CFD)软件,建立了从30°到90°共13组不同锥角的锥阀阀隙流场计算模型,研究了不同锥角的锥阀阀隙流场速度和冲蚀磨损特性,分析了料浆质量分数、颗粒粒径和锥阀角度３个因素对锥阀阀隙磨损的影响.研究结果表明:锥阀阀隙流场最大流速为8.28m/s,出现在靠近锥阀底角和阀门间隙的位置;锥阀阀隙流场最大流速随着锥角的增加而降低,当锥角从30°增加到90°的过程中,最大流速从28.698m/s降低至6.766m/s,降低了76.42％;尾砂颗粒对锥阀的磨损主要发生在锥阀阀盘端面边缘,冲蚀磨损区域离散分布在阀盘边缘点,最大冲蚀速率为9.4×10-4kg/(m2·s),磨蚀磨损都集中在阀盘端面边缘,最大磨蚀速率为1.83×103kg/(m2·s);最大冲蚀磨损速率与料浆质量分数、颗粒粒径和锥阀角度均成负相关;最大磨蚀磨损速率与料浆质量分数和颗粒粒径成正相关,与锥阀角度成负相关.工业验证表明,选取60°作为锥阀设计锥角,可以有效地增加锥阀的使用寿命,提高锥阀充填泵的稳定性.

来源：2025年第8期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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