空气源热泵换热器沙尘冲蚀磨损模拟研究

针对沙尘对空气源热泵平直管翅式换热器表面冲蚀磨损问题,以平直管翅式换热器为研究对象,建立换热器单一进气单元模型,运用数值模拟方法,采用SST?k-ω湍流模型、拉格朗日随机轨道模型、DPM模型,研究气流速度、颗粒物粒径和浓度对换热器表面磨损规律.结果表明:随着气流速度增大,换热器表面平均磨损率呈正相关递增;随着颗粒物粒径...     

节流压井管汇冲蚀磨损研究及结构改进

节流压井管汇系统是确保成功地控制井涌,实现油气井压力控制技术的必要装备。采用CFD方法对JGY70节流管汇内部流场进行了气液两相流动的数值模拟仿真,通过对模拟结果分析发现冲蚀区域主要分布在节流管汇入口段100～300（mm）之间的管段上并容易引起该管段的刺穿,与现场的实验情况基本吻合。并针对引起冲蚀磨损现象的主要原因,提出一种新型防冲蚀节流管汇结构。达到降低对节流管汇的冲蚀磨损,更好地满足了现场的使用要求的目的。     

压裂液对四通管冲蚀磨损的仿真分析

在页岩气压裂开采过程中,为了提高压裂效率,部分井场在地面采用一种新型的高压管汇快接装置.针对该装置中四通管处的冲蚀磨损问题,基于DPM冲蚀预测模型,利用FLUENT软件研究水力压裂下快接管汇装置的四通部位的冲蚀磨损规律.结果 表明,冲蚀集中面位于相贯线及其附近的管壁上;质量流不变的情况下,随着粒度的增大,相贯线上最大冲...     

基于液固两相流的过滤器冲蚀磨损数值模拟

以液压支架反冲洗回液过滤器为研究对象,分析了其组成结构和工作原理,应用FLUENT软件模拟液固两相流对过滤器的冲蚀行为,将滤网和颗粒形状分别用多孔介质模型和DPM模型表征,分析过滤器内部流场分布规律,找出过滤器最易发生磨损的位置。研究结果表明:含固体颗粒的乳化液对反冲洗过滤器产生的冲蚀磨损,主要集中在控制单向阀和回液出口密封圈处,最大磨损率为1.4×10~(-6) kg/(m~2·s)。研究方法对液压支架反冲洗过滤器故障的定性分析、预测和过滤器的结构设计具有一定参考价值。     

砂浆冲蚀磨损特性研究

用自制的砂浆冲磨损试验机在水－石英砂浆冲蚀条件下，对纯铝、27SiMn钢和高铬铸铁等金属材料的磨损行为进行了试验，研究了不同材料的砂浆冲蚀磨损率与冲蚀速度及冲蚀角度的关系，分析了砂浆冲蚀磨损的特性和机理，提出了一种砂浆冲蚀磨损的刺入机制。     

气动疏水阀冲蚀工况数值模拟及结构优化

采用Eulerian-Lagrangian多相流模型对Y型气动疏水阀的内部流场进行了模拟分析。通过将模拟结果与现场运行的阀门的实际状况进行对比验证了模拟的准确性。研究发现阀门密封处液滴速度大于破坏阈值速度,此处冲蚀损伤严重。为减低阀门冲蚀损伤,提出通过阀内流体中液滴对撞来降低液滴速度方法。基于此思想,在疏水阀密封封面前加装节流套装置。发现液滴速度下降了52%,冲蚀损伤大幅下降且位置远离密封面,但质量流量下降到无节流装置的56.5%。为了提高质量流量,进而提出采用循环对流式迷宫式盘片组件作为阀芯的设计。模拟计算发现阀门液滴最大速度为78.6 m/s,仅为无盘片阀门的46%,同时的质量流量为未加盘片阀门的78.2%。采用循环对流式迷宫式盘片组件作为阀芯的疏水阀适用于冲蚀严重的工况。     

煤气化装置黑水阀冲蚀磨损机理及智能防控研究

针对煤气化装置黑水阀的冲蚀磨损问题,分析了黑水阀冲蚀磨损失效机理、过程与条件,实现黑水阀的失效预测分析,获得关键部位的损伤速率;采用B/S架构方式搭建黑水闪蒸处理系统的智能防控体系,实现黑水阀流动参数的实时监测。结果表明：黑水阀内含固流体在流经节流区域时,固体颗粒以切削等方式高速冲击阀门壁面,导致阀芯以及阀座部位出现较严重损伤,且阀芯部位的冲蚀磨损率较阀座部位高出1个数量级,最高达到2×10-6 kg/（m2·s）,但其磨损率会随着开度增加而减小。智能防控体系通过实时信号采集、二次信号采集和软测量建模等技术手段,实现装置的运行状态实时监测并提出针对性的工艺防护方案,使黑水闪蒸阀门使用寿命延长91%以上,有利于指导黑水闪蒸处理系统的安全稳定长周期运行,进而为煤气化系统的安全运行提供保障。     

高温冲蚀磨损试验装置特性研究

本文介绍了自行设计的高温冲蚀磨损试验装置,分析讨论了粒子速度,试样和气体的温度场以及影响冲蚀磨损量的参数等试验装置的特性。     

喷嘴抗冲蚀磨损研究及梯度模型设计

分析喷嘴冲蚀磨损特点，指出喷嘴的不同部位同时受到不同角度的冲击；磨料颗粒在喷嘴内部加速运动，喷嘴沿长度方向的磨损程度不同，喷嘴人口磨损最严重，出口次之，而中间区域磨损相对较轻。阐述陶瓷喷嘴冲蚀磨损机理，说明陶瓷喷嘴两端承受以高冲击角为主的冲蚀，磨损机理以应力疲劳断裂和脆性断裂为主；喷嘴中部承受低角冲蚀，微切削冲蚀磨损为其主要磨损机理，得到喷嘴磨损属于多冲蚀磨损机理并存的结论。在此基础上，提出均质材料难以适应喷嘴冲蚀磨损特点，不易满足喷嘴高抗冲蚀磨损性能要求的观点。基于梯度功能技术思想首次提出梯度功能喷嘴设计方法，并建立梯度功能喷嘴设计模型。     

海水泵球型配流阀冲蚀磨损的数值模拟研究

海水中存在大量污染物,其中悬沙颗粒会对海水液压元件造成不同程度的冲蚀磨损;配流阀的冲蚀磨损会降低海水泵的容积效率,使用离散项模型对水介质下悬沙颗粒对海水泵配流阀的冲蚀磨损现象进行数值模拟计算,研究阀口开度与入口流速对球型配流阀阀芯及阀座冲蚀磨损的影响.结果表明:不同阀口开度下阀座表面的冲蚀位置有明显差异,而阀芯表面冲蚀...     

微磨粒冲蚀磨损的数值分析方法

总结了几种国内外广为应用的磨粒冲蚀磨损模型,并分析了各个模型的冲蚀机制.利用数值分析方法对磨粒冲击过程进行了分析,选择 Johnson-Cook 模型作为材料的本构模型和失效模型,运用 LS-DYNA 求解器分析了石榴石粒子冲击45#钢的过程,通过多个粒子的连续冲击仿真,分析了材料的磨损率,从而验证了固体粒子的冲蚀机制;通过与实验模型进行材料迁移体积的计算比较得出,数值分析方法可以用来研究磨粒的冲蚀磨损行为.     

泥浆射流泵冲蚀磨损特性

为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明：泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部位,吸入室和扩散管未产生明显冲蚀磨损。颗粒质量流量从1 kg/s增大到1.8 kg/s时,泥浆射流泵最大冲蚀速率增大了93.7%;泥浆流速从2 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率增大了11.48倍;颗粒直径从200μm增大到450μm时,最大冲蚀速率先减小后增大。相较于颗粒质量流量和颗粒直径,泥浆流速对射流泵内表面的冲蚀磨损影响更大,但产生冲蚀磨损的主要部位不会随泥浆流速、颗粒质量流量和颗粒直径发生明显改变。研究成果可为射流泵的设计提供参考。     

高压弯管冲蚀失效分析及数值模拟

油气田水力压裂作业时,高压管汇的弯头、三通等连接件部位由于承受上百兆帕的压力以及携砂液的高速冲蚀作用,应力集中及冲蚀破坏十分严重。对典型的高压管件失效样品进行失效分析,分析其宏观形貌特征和微观形貌特征。结果表明:压裂工况下高压弯头的主要失效模式为固体颗粒的小角度高速切削模式。对高压弯管冲蚀磨损进行数值模拟,得到高压管汇弯管内液相及固体粒子的流动规律,压力、速度变化规律以及冲蚀磨损的分布规律。数值模拟结果与现场回收的失效样品分析结果一致,验证了分析方法的正确性。     

QT500的冲蚀磨损试验研究

在自制的转盘式冲蚀磨损试验台上以灰口铸铁（HT200）为对比材料,对球墨铸铁（QT500）的冲蚀磨损性能进行了试验研究,结果显示QTS00的冲蚀磨损规律与HT200基本相似,而耐冲蚀磨损性能比HT200稍强。在电子显微镜（SEM）下对QTS00和HT200冲蚀磨损表面形貌进行观察,分析表明：QTS00的冲蚀磨损机制是硬质砂粒对材料表面的微切削作用,而HT200的冲蚀磨损机制是因赫兹裂纹导致的脆性脱落。     

外流式滑阀冲蚀磨损可视化分析及优化

外流式液压滑阀工作时,其阀口处容易受污染颗粒的冲蚀而产生磨损,针对这一问题,对滑阀阀芯取倒角时的结构进行了分析,对滑阀阀芯锐边的冲蚀磨损改善情况进行了研究.首先,绘制了滑阀的二维模型,并采用了Edwards模型来对冲蚀情况进行分析;然后,在阀口开度为0.1 mm～0.6 mm,流量为10 L/min～40 L/min状...     

固体颗粒对水力旋流器冲蚀磨损特性的影响

针对工业污水处理系统中水力旋流器壁面的冲蚀磨损问题,采用FLUENT软件中RSM模型和DPM模型模拟水力旋流器内液、固两相流的流动情况,并以Grant和Tabakoff碰撞模型求解器壁冲蚀磨损速率。研究了不同颗粒流速、粒径和质量流量条件下器壁冲蚀磨损规律以及最大冲蚀磨损位置。结果表明:旋流器壁面最大冲蚀磨损率随着颗粒流速的增大而呈指数递增,与质量流量呈正相关关系,但与颗粒粒径呈不完全线性增长关系;旋流器壁面冲蚀磨损率随着颗粒流速、粒径和质量流量的改变而不同,其中颗粒流速变化的影响最大、质量流量次之、粒径的影响最小;固体颗粒碰撞和磨削旋流器壁面而引起局部磨损,并且影响最大冲蚀磨损区域的出现位置。     

磨煤机内部冲蚀磨损的解决方案

运用冲蚀磨损的机理,对磨煤机内部冲蚀磨损进行了分析,并提出了降低冲蚀磨损的方案。分析表明,该方案可实施性强,应用价值高。     

高速氧化铝粒子冲蚀下高锰钢的磨损特性

通过对高锰钢的磨损表面形貌，磨屑形貌和次表层硬度的分析等手段研究了高速氧化铝粒子冲蚀下高锰钢的磨损特性。结果表明，在高速氧化铝氧化铝粒子部蚀下，高锰钢仍具有典型延性材料的冲蚀磨损特性。