风机叶片材料的冲蚀磨损模拟研究

通过气固两相流实验考查了风机叶片材料在不同风速、不同粒径下的冲蚀磨损率。采用FLUENT软件对相应实验条件进行数值模拟表明:随着风速的提高,磨粒所具有的动能与切应力也随之增大,当风速由7.9 m/s提高到17.4 m/s时,达到最大冲蚀率为0.004 32 kg/(m2·s);冲蚀率随着粒径的增大呈现先上升后下降的趋势,当粒径为0.109~0.212 mm时,磨粒对试样的最大冲蚀率为0.001 51 kg/(m2·s)。模拟验证了实验所得的冲蚀规律,并预测了各实验条件下的最大理论冲蚀率。     

燃气透平叶片冲蚀的数值模拟与试验研究的发展

综述了近年来燃气透平叶片冲蚀数值模拟与试验研究的进展情况,包括气固两相流场模型与求解方法的发展以及最新的试验成果,指出存在的问题及今后研究方向,文中内容对于进一步研究,进而控制冲蚀这一直接影响燃气透平叶片寿命乃至安全性的工程问题,具有参考价值。     

尾气颗粒对可变混流涡轮增压器喷嘴环冲蚀磨损特性的数值模拟

可变涡轮增压器在运行过程中其涡轮喷嘴环会受到尾气颗粒的冲蚀磨损,造成喷嘴环叶片失效和涡轮运行效果下降。借助CFD软件对可变混流涡轮内部的气固两相流进行数值模拟计算,分析喷嘴环开度的变化和颗粒粒径对喷嘴环磨损规律的影响。结果表明：喷嘴环处于不同开度下时,磨损率和磨损区域均有所不同,磨损区域主要集中在喷嘴环压力面的中后段区域,随着开度的增大,磨损率和磨损区域均减小,压力面的磨损程度明显大于吸力面;尾气中的小颗粒因惯性较小对气流的跟随性较好,主要撞击喷嘴环前缘,且开度对喷嘴环前缘的磨损影响较小;尾气中大颗粒的运动轨迹趋于直线,主要撞击喷嘴环压力面的中后段区域;由于涡轮进气涡壳结构的周向不对称性,使得涡轮内部流场沿周向分布不均匀,导致不同周向位置的喷嘴环磨损率和磨损区域有所不同,且随着开度的增大,各喷嘴环之间的磨损差异也增大。     

混凝土输送管冲蚀磨损数值模拟

在混凝土泵送过程中,不可避免会对输送管产生磨损。针对混凝土输送管的易磨损部位进行模拟预测,通过Fluent对三种空间位置状态下的混凝土输送管建立三维模型,对输送管在实际运行时的管道弯折情况进行模拟分析。通过分析磨损率、堆积率云图,确定了3种常见弯折情况下的S型输送管在混凝土输送过程中的磨损程度和最易磨损部位,发现90°弯折的S型管磨损程度最大,随着弯折角度的改变,最易磨损位置也相应发生了改变,即0°弯管的磨损主要集中在La、Lb连接处外侧面,45°弯管的磨损主要集中在La、Lb连接处及Lb外侧面,90°弯管的磨损主要集中在Lb外侧面。通过对混凝土输送管磨损位置的模拟预测,为相似管道形式的磨损研究及优化设计提供参考,以期在实际工程中减少耗材。     

基于DPM模型的光伏组件冲蚀磨损特性分析

文章运用离散相模型(DPM)模拟了风沙气固两相流中的沙粒对光伏组件表面的冲蚀磨损,分析了不同的风速、沙粒粒径、安装倾角下,光伏组件表面冲蚀率的变化情况。研究结果表明:光伏组件表面的冲蚀率随着风速的变化呈指数变化趋势;光伏组件表面冲蚀率随着安装倾角的变化而发生明显变化。这说明风速和安装倾角是影响光伏组件表面冲蚀率的两个重要因素。     

高参数汽轮机喷嘴防治颗粒冲蚀技术研究

通过试验和数值模拟系统研究了高参数汽轮机调节级喷嘴抗固体颗粒冲蚀及其高效全寿命周期机制,首次提出进汽流道结构优化是延长喷嘴组冲蚀寿命的最主要途径.在喷嘴选型和优化时推荐特征参数G大于且远离0.3的喷嘴和后加载型线,采用带局部加厚的端壁收缩和满足强度的缩小喷嘴.另外,提出以初始缺口作为喷嘴高效做功功能失效的准则,并依据调节阀蒸汽流量和调节级后压力随服役时间的变化趋势来监控喷嘴的冲蚀状态.这些结果对确保高参数机组全寿命周期高效率运行具有重要指导意义.     

高温冲蚀磨损测试方法及机理的研究概述

高温冲蚀磨损是工业生产中常见的一种破坏形式,如电站燃煤锅炉受热管面的冲蚀磨损造成管壁减薄严重,每年因"爆管"或停炉维修造成巨大的经济损失,因此倍受世界诸多研究者的关注,为防止或减少冲蚀磨损危害,许多研究者对冲蚀磨损机理及测试方法进行了大量的研究,将对近些年来此方面的部分研究情况进行综述.     

含尘气流对20g冲蚀磨损性能的研究

燃煤锅炉内含尘烟气的冲蚀作用是换热器失效的主要原因之一。本文设计加速试验,研究燃煤锅炉常见换热材质20g在不同飞灰冲击速度(40~120 m/s)、飞灰粒径(65、180和320 μm)以及不同温度(300、350和400 ℃)下的冲蚀磨损情况并分析其冲蚀机理。结果表明：磨损量随冲刷速度的增加呈指数增长,温度升高,速度对冲蚀的影响在逐渐减弱;磨损量随着温度的升高先降低后增高,在300 ℃冲蚀量最小。粒度对磨损量的影响随冲刷速度的增大变得越加明显,冲蚀量随飞灰粒径的增加逐渐减小,在粒径大于180 μm后,冲蚀磨损量不再受粒径影响。     

高温气固两相流风洞的设计

为了模拟锅炉燃烧过程中的气固两相流流动工况,更好地研究其流动特性及测试方法,设计了高温气固两相流风洞.确定了风洞的主要技术参数及其控制回路.重点介绍了风洞的结构设计,其中以收缩段和进料装置的设计最为关键,借助Fluent软件对颗粒运动轨迹进行了数值模拟.计算结果表明:该设计方案能够保证试验段气固两相流的均匀性和稳定性.     

循环流化床锅炉炉膛内气固两相流的数值模拟

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟。将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性。通过定性与定量分析,得到炉膛内颗粒固含率呈中心高,边壁低的"环-核"流动结构及颗粒轴向速度中心处向上,边壁处向下的内循环流动形式。另外,改变操作气速与质量循环流率,沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著。同时,操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化。边壁处的气固两相流动规律还有待于进一步研究。     

轴流压气机叶片磨损位置模拟方法研究

采用气固两相流计算方法,对某型燃气轮机压气机实际工作环境中沙尘颗粒对压气机叶片磨损特性进行了全三维数值模拟研究,分析了叶片表面磨损位置的分布情况。研究表明：同级与不同级压气机叶片均呈现出明显的非均匀磨损特性,同级叶片的最大磨损浓度可以达到最小磨损浓度的2.9倍,不同级叶片的平均磨损浓度最大相差17.8倍;同一叶片上,颗粒对叶片前缘的磨损程度高于尾缘;随着转速的增大叶片的磨损率最大增加120%且非均匀性进一步增强。     

稠密气固两相流的直接数值模拟

分别用欧拉方法处理气相场和用拉格朗日方法处理离散颗粒场。在处理粒场时考虑到颗粒直径、比重、材料的刚度、摩擦系数等对颗粒运动的影响。用直接模拟法分别对漏斗流、球磨机以及喷动流化床内颗粒的运动进行了模拟,并通过实验对喷动流化床的模拟结果进行了验证。     

汽轮机逆止球阀的故障原因分析及改造

分析了抽汽凝汽式汽轮机汽轮油泵逆止球阀出现故障的原因,提出并实施了改进的措施,解决了汽轮油泵出口阀的故障问题,保证了汽轮机的正常运行。     

发动机气门杆端早期磨损的研究

对某发动机气门杆端早期失效故障原因进行了分析。在大量调查分析和试验研究的基础上,总结出了气门杆端表面硬度,接触副表面粗糙度、加工痕迹,原材料化学成分等因素是形成故障的主要原因。提出了改善气门杆端早期磨损的方法,该方法通过了发动机台架及整车道路试验验证,并已在生产实践中得到了应用。     

排气阀-阀座锥面堆焊层磨损机理

某船舶柴油机排气阀-阀座密封锥面应用同种堆焊材料,经长时间运行磨损轻微,并未发现明显的黏着磨损痕迹。通过观察磨损表面形貌、分析微区成分,探讨该排气阀-阀座匹配方案的磨损机理。研究表明：燃烧废气在排气阀密封锥面形成一层沉积膜,通过隔离密封面及固体润滑的方式降低摩擦副发生黏着磨损的倾向;在落座及燃烧压力的交变应力下,排气阀锥面堆焊层的磨损机理主要为疲劳剥落,而排气阀座锥面堆焊层的磨损机理为抛光产生的缓慢磨粒磨损。     

锅炉一次风通过节流孔板时的数值模拟

本文对锅炉燃烧系统水平一次风管道内装了可调节流孔板后的空气－煤粉多相流动情况进行了数值模拟,通过数值模拟发现：采用ｋ－Σ双方程模型描述气相湍流模型,应用ＳＩＭＰＬＥ算法计算气相速度场,然后采用ＦＳＲＴ模型,Ｌａｇｒａｎｇｅ法计算颗粒场特性,这是一种计算管内气固多相流动的行之有效的数值模拟的方法。     

烟气轮机动叶片冲蚀机理的数值研究与分析

本文采用Spalart-Allamaras湍流模型,应用NUMECA软件对某单级烟气轮机内部流场进行数值模拟,并根据计算结果对此烟气轮机动叶片的冲蚀机理进行分析.分析结果表明:喷嘴斜切部分产生激波,受激波影响喷嘴出口气流不稳定,加之动叶扭曲规律及安装角与工质在动叶入口的速度方向不符,使动叶流道内存在大面积的二次流动、附...