發(fā)布時間：2017-10-19 19:17

  本文關(guān)鍵詞：沖洗油管液固兩相流磨損機(jī)理及預(yù)測方法研究

  更多相關(guān)文章： 沖洗油管道 數(shù)值模擬 試驗(yàn)研究 預(yù)測方法

【摘要】：我國能源格局的特點(diǎn)是“富煤、缺油”,發(fā)展以煤炭為原料的煤直接液化工程是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),保障能源安全的重要措施。煤液化工藝全過程涉及煤粉、礦物質(zhì)等固相的多相流輸送,特別是液-固兩相流體系顆粒相的沉積、聚集行為,極易造成管道的沖蝕減薄穿孔,失效機(jī)理極為復(fù)雜。因此,揭示液-固兩相流體系管道的沖蝕磨損機(jī)理,建立定量的磨損預(yù)測評價方法,是進(jìn)行管道風(fēng)險評定,提升管道運(yùn)行安全的重要途徑之一。本文以某煤液化工藝MOGAS球閥小直徑(DN 20)沖洗油管道的沖蝕磨損失效為研究對象,結(jié)合液-固兩相流典型管材A182F347的沖蝕磨損性能試驗(yàn)測試,建立沖洗油管道的沖蝕磨損數(shù)理模型,并仿真獲得了沖洗油管道內(nèi)速度、磨損率及顆粒運(yùn)動等流體動力學(xué)分布規(guī)律,提出了科學(xué)的液固兩相流體系沖蝕磨損預(yù)測方法。本文的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)建立了兩種液固兩相流體系沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)裝置的物理模型,采用流體動力學(xué)方法對比分析了沖蝕磨損試驗(yàn)裝置內(nèi)部的流動特性,獲得了流場內(nèi)部相分率、速度、流動方向等參數(shù)的分布規(guī)律,確定了適用于本文研究的沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)方案。(2)采用旋轉(zhuǎn)式液-固沖蝕磨損裝置測試獲得了漿體濃度、旋轉(zhuǎn)速度及漿體沖擊角度對沖蝕磨損率的影響規(guī)律,揭示了材料的沖蝕磨損機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:沖蝕磨損率隨漿體濃度(4%~10%)增加而增加;磨損率隨漿體沖擊角度的關(guān)系曲線存在兩個峰值;與沖擊速度存在指數(shù)為2的指數(shù)函數(shù)關(guān)系,為修正沖蝕磨損數(shù)理模型提出了基礎(chǔ)依據(jù)。(3)結(jié)合液-固兩相流沖蝕磨損試驗(yàn)結(jié)果,建立了沖洗油管道沖蝕磨損的修正模型,運(yùn)用顆粒軌道模型對沖洗油管道內(nèi)部的流動特性進(jìn)行數(shù)值預(yù)測,預(yù)測結(jié)果:流體進(jìn)入彎頭后受彎頭曲率半徑影響形成二次流;彎頭外側(cè)壁面的磨損率大于彎頭內(nèi)側(cè)壁面的磨損率;彎頭曲率半徑越小,彎頭壁面上最大磨損率越大。數(shù)值預(yù)測與案例解剖結(jié)果吻合。本文創(chuàng)新性在于:使用數(shù)值模擬的方法對試驗(yàn)裝置進(jìn)行優(yōu)化,運(yùn)用試驗(yàn)揭示了液固兩相流體系材料的沖蝕磨損機(jī)理;建立修正后的沖洗油管道沖蝕磨損數(shù)理模型,實(shí)現(xiàn)了沖蝕磨損的定量預(yù)測評定;數(shù)值預(yù)測結(jié)果與失效解剖分析結(jié)果一致,提出了磨損實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和失效案例解剖分析相結(jié)合的沖蝕磨損預(yù)測方法。
【關(guān)鍵詞】：沖洗油管道 數(shù)值模擬 試驗(yàn)研究 預(yù)測方法
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ529;TH117
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-20
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述12-18
• 1.2.1 沖洗油系統(tǒng)介紹12-13
• 1.2.2 磨損機(jī)理介紹13-14
• 1.2.3 磨損影響因素14-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 多相流數(shù)值計(jì)算方法20-29
• 2.0 計(jì)算流體動力學(xué)簡介20
• 2.1 控制方程20-21
• 2.2 湍流模型21-22
• 2.3 多相流建模方法22-27
• 2.3.1 歐拉-歐拉方法22-23
• 2.3.2 歐拉-拉格朗日方法23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第三章 液-固兩相流沖蝕磨損試驗(yàn)29-49
• 3.1 優(yōu)化方案介紹29-31
• 3.2 優(yōu)化方案確定31-38
• 3.2.1 相分率場32-35
• 3.2.2 速度場35-38
• 3.2.3 試件附近顆粒運(yùn)動38
• 3.3 試驗(yàn)步驟38-41
• 3.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論41-45
• 3.4.1 試驗(yàn)可行性驗(yàn)證42-43
• 3.4.2 漿體濃度對沖蝕磨損率的影響43
• 3.4.3 沖擊速度對沖蝕磨損率的影響43-45
• 3.4.4 漿體沖擊角度對沖蝕磨損率的影響45
• 3.5 液固磨損機(jī)理及磨損模型參數(shù)45-47
• 3.5.1 液固磨損機(jī)理45-47
• 3.5.2 磨損率模型參數(shù)確定47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 沖洗油管道磨損預(yù)測及校核49-59
• 4.1 管道結(jié)構(gòu)及計(jì)算參數(shù)49-50
• 4.2 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證50-51
• 4.3 管道沖蝕磨損失效預(yù)測51-56
• 4.3.1 速度場分析51-52
• 4.3.2 磨損率分析52-55
• 4.3.3 顆粒運(yùn)動軌跡分析55-56
• 4.4 預(yù)測結(jié)果驗(yàn)證56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 本文研究內(nèi)容總結(jié)59-60
• 5.2 研究不足及后續(xù)工作展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士研究生期間的研究成果67

【相似文獻(xiàn)】

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1 李昌福;;限流孔板在沖洗油上的應(yīng)用[J];煉油化工自動化;1985年04期

2 張慶麗;王黎;;沖洗油泵的故障分析及應(yīng)對措施[J];液壓氣動與密封;2014年06期

3 季學(xué)兵,倪超;瀝青管道沖洗油的優(yōu)選[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2001年06期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 易玉微;沖洗油管液固兩相流磨損機(jī)理及預(yù)測方法研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

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本文編號：1062848