急冷锅炉内流场传热特性及失效分析

针对裂解炉急冷锅炉内管失稳问题,对炉管内流体的气液两相流场和温度场进行了数值模拟,得到换热单元内锅炉给水的分布规律,以及炉管内气液两相流和沸腾传热特性.结果表明,流量分配不均,锅炉给水出口处的含气率超过界限是导致传热恶化是炉管失效的主要原因.数值模拟计算得出的易发生失效炉管及其主要失效部位均与现场实际失效的情况基本吻合.     

硝酸中不锈钢焊缝附近不同区域的电化学行为

通过极化曲线和电化学阻抗谱的测试,分别对不锈钢焊缝附近不同区域在硝酸中的腐蚀电化学特性进行了研究。结果表明:不锈钢敏化后腐蚀电流密度增大,表面钝化膜的反应电阻减小;焊缝各非敏化区的腐蚀电流密度和表面反应电阻差别不大;焊缝金属的耐硝酸腐蚀性能优于敏化区的,但弱于非敏化区的。区域1、3、5、7未发生晶间腐蚀,在Nyquist图中均呈单一容抗弧,且各自的阻抗值差别不大;发生严重晶间腐蚀的区域6的阻抗在Nyquist图中呈现两个容抗弧,极化电阻明显小于其他区域。     

低速横流作用下液体射流初次破碎实验

基于专门搭建的射流破碎雾化实验平台,利用高速摄像可视化研究低速横流作用下不同气液量纲为1参数对液体射流初次破碎模式特征和射流穿透轨迹特征的影响规律。实验结果表明,低速横流作用下液体射流破碎存在柱状破碎和袋式破碎两种模式,其中柱状破碎又可以分为鼓包破碎和拱形破碎。从实验得到的液气动量通量比q和液体韦伯数We_j射流破碎模式图可以看出,液气动量通量比q和液体韦伯数We_j共同决定低速横流条件下射流破碎模式,不同破碎模式之间存在明显的过渡边界。结合液气动量通量比q、液体韦伯数We_j、液体雷诺数Re_j等量纲为1参数,拟合得到了射流穿透轨迹曲线对数形式公式,该公式能够很好地预测低速横流作用下液体射流穿透轨迹,其中液气动量通量比q是影响射流穿透轨迹的主要量纲为1参数。     

浓硫酸中304不锈钢焊接接头腐蚀行为的电化学研究

为了给应用于浓硫酸工业生产的304不锈钢管道的防护提供指导,采用电化学阻抗谱法与动电位扫描法研究了304不锈钢焊接接头各个区域在质量分数为98%的浓硫酸中不同温度下的腐蚀行为。结果表明:304不锈钢焊接接头在浓硫酸中的腐蚀形式以点蚀为主。在相同条件的浓硫酸介质中,焊接接头各区域耐蚀性优劣依次为:基材、焊缝、热影响区,焊接过程对不锈钢的腐蚀起到促进作用。随着硫酸介质温度的逐渐升高,基材的钝化膜比较稳定,而焊缝与热影响区的钝化膜会发生破裂;并且各区域的自腐蚀电流与腐蚀速率会逐渐增大,耐腐蚀性逐渐下降。     

正火处理对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响

开展热处理对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响研究,可为不锈钢现场使用过程中的焊接和热处理提供指导.利用正火处理模拟不锈钢在焊接或者热加工过程的受热过程,考察304和304L不锈钢在硝酸中的耐蚀性随受热温度和时间的变化规律.利用电化学动电位再活化法(DL-EPR)与交流阻抗谱法(EIS)研究了不同正火处理条件对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响.结果表明:2种材料经650℃正火处理后敏化度均为最大值.经900℃正火处理后,304不锈钢的晶粒略有减小,敏化度与未经正火处理的试样相比略有增大,304L不锈钢的晶粒略有增大,敏化度与未经正火处理的试样相比略有减小.304和304L不锈钢经650℃正火处理后,在硝酸介质中其钝化膜的保护能力变差.随保温时间的延长,其在硝酸中的耐蚀性也逐渐降下降.     

工业纯钛在含氯离子强碱中的腐蚀行为

通过增重法、光学显微镜、动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等方法,在含不同Cl-浓度(0.01、0.10、1.00 mol/L)1 mol/L NaOH溶液中研究了工业纯钛TA2的腐蚀质量增加、腐蚀形貌及电化学特性,分析了 Cl-浓度对其腐蚀行为的影响.结果表明:TA2在含NaCl的强碱溶液中...     

套管式换热器波纹管的数值模拟及结构参数优化

建立了波纹管流动和传热的数值模型,实现了换热器波纹管结构的参数化建模;以换热量、内管阻力和环隙阻力为评价指标,制定了波纹管4因素3水平正交试验,对9种结构的波纹管分别进行了数值模拟;对正交试验的结果进行了极差和方差分析,得到了各结构参数对波纹管的换热和阻力性能的影响规律,并用综合平衡的方法确定最优的波纹管结构参数组合,可为套管式换热器波纹管的设计和改进提供有价值的参考。     

基于CFD⁃PBM模拟水力旋流器油水分离特性研究

分析讨论了常规欧拉模型和耦合PBM下水力旋流器的静压力、切向速度及湍流耗散率等流场信息分布规律,结果表明在流场预测方面二者基本一致。在此基础上,采用基于PBM模型的CFD数值模拟方法,对水力旋流器的分离特性进行研究,并探究了不同入口流量、溢流分流比、油相黏度及密度等因素对油滴粒径分布以及油水分离特性的影响。结果表明,随着入口流量的增加,水力旋流器的分离效率呈先增大后减小的趋势,在处理量为4 m³/h时达到98%的最高分离效率;溢流分流比的增大有利于提升分离效率;随着油相黏度的增大,油滴受到的径向力减小,不易发生聚结,使分离效率明显降低;油相密度的增大导致尾管段平均油滴粒径的增加,使分离效率明显降低。总体而言,利用CFD?PBM数值模拟方法可以获得水力旋流器内部油滴粒径分布及变化特性,有利于从不同尺度揭示水力旋流器的分离机理。     

不锈钢硝酸输送管道焊缝的腐蚀失效原因

通过化学成分分析、扫描电镜观察、能谱分析等方法,研究了硝酸管道焊缝腐蚀失效的原因。结果表明:304不锈钢硝酸管道在焊缝的腐蚀失效主要发生在焊缝热影响区,出现晶间腐蚀,沿热影响区出现刀口状腐蚀沟槽。三通母材的含碳量高于标准值,导致三通侧的管材在焊接过程中,其热影响区更容易发生敏化,晶粒粗大,导致耐蚀性下降。碳含量是影响304不锈钢焊接接头在硝酸中耐蚀性的关键因素,碳含量越高,焊接过程中热影响区的不锈钢越容易发生敏化,导致其耐蚀性显著降低。     

绕轴旋转旋流分离器内流场的数值模拟

传统静态旋流分离器与螺杆泵配合使用应用于井下进行油水分离时,要求绕其自身轴向旋转,本文针对这一问题,对绕轴旋转旋流分离器内流场分布规律进行数值模拟.分别对壁面旋转方向和旋转速度对流场的切向速度、轴向速度、径向速度等分布规律的影响进行了分析.结果表明,在壁面旋转条件下,各速度分量相互制约,且壁面旋转效应对外涡流区的动量补偿量相对较大.