發(fā)布時間：2020-06-09 09:22

【摘要】：在水煤漿的制備和輸運過程中,工況條件苛刻,介質(zhì)成分復(fù)雜,漿體中固體顆粒含量高,管路輸送系統(tǒng)長期處于高溫、高壓條件下,水煤漿存在著復(fù)雜的流動特性。水煤漿管道輸送是典型的固-液兩相流的流動過程,煤粉顆粒隨水煤漿流動過程中對管道產(chǎn)生的沖蝕磨損,會對管道運行安全產(chǎn)生極大隱患,特別是對于容易發(fā)生沖蝕磨損失效的彎頭,變徑管,三通等典型管件。本文以水煤漿儲罐經(jīng)增壓泵外輸?shù)綒饣癄t的輸送管道中的90°彎管、變徑管和三通管為研究對象,通過CFD數(shù)值模擬的方法對90°彎管、變徑管和三通管開展沖蝕磨損三維數(shù)值模擬研究。首先對水煤漿沖蝕磨損理論進行了介紹,從水煤漿的特性及分類、沖蝕磨損機理與沖蝕影響因素三個方面進行了詳細的介紹。其次對沖蝕磨損的離散相模擬理論進行了研究,依次建立基本控制方程,選擇標準k-ε湍流模型,選擇離散相隨機軌道模型研究顆粒運動軌跡,選擇腐蝕與沉積模型作為沖蝕磨損率模型,選擇標準壁面函數(shù)法和壁面反彈恢復(fù)系數(shù)作為壁面處理方式和顆粒碰撞壁面后的反彈恢復(fù)方程,選擇QUICK離散格式和基于壓力的求解器作為控制方程的離散化和求解方法。再次,根據(jù)實際工廠資料,依次建立幾何模型,劃分模型網(wǎng)格,設(shè)置邊界條件,求解設(shè)置及模擬運算,并對網(wǎng)格的無關(guān)性與模型的有效性進行驗證。本文通過借助Fluent軟件計算并模擬不同工況條件下,水煤漿管道的最大沖蝕磨損率和沖蝕磨損的位置分布,來分析并研究水煤漿管道的沖蝕磨損規(guī)律,建立水煤漿管道沖蝕磨損的預(yù)測方法,分析得到了管道直徑、彎徑比、彎曲角度、煤粉顆粒直徑、煤粉顆粒密度、煤粉顆粒質(zhì)量流量、流速等不同沖蝕影響因素條件下管道的最大沖蝕磨損率變化規(guī)律,并提出合理的管道沖蝕磨損的預(yù)防措施,為管道設(shè)計、工藝計算以及管道系統(tǒng)壁厚監(jiān)測提供理論依據(jù),為工程實際實際應(yīng)用提供一定的理論指導(dǎo)。
【圖文】：

圖 1-1 水煤漿儲罐入口彎管實際磨損 圖 1-2 三通和彎頭壁面磨損減少管道發(fā)生沖蝕磨損現(xiàn)象，通常在實際工程中往往采用高標準級別加管道壁面厚度，來預(yù)防和減少由于沖蝕磨損而發(fā)生的穿孔、泄漏甚是，這樣無法真正意義上保證管道能夠得到安全、穩(wěn)定、長期地運行管道能夠安全、穩(wěn)定、長期地運行，不僅需要合理地設(shè)計管道結(jié)構(gòu)和工

圖 1-1 水煤漿儲罐入口彎管實際磨損 圖 1-2 三通和彎頭壁面磨損減少管道發(fā)生沖蝕磨損現(xiàn)象，通常在實際工程中往往采用高標準級別加管道壁面厚度，來預(yù)防和減少由于沖蝕磨損而發(fā)生的穿孔、泄漏甚是，這樣無法真正意義上保證管道能夠得到安全、穩(wěn)定、長期地運行管道能夠安全、穩(wěn)定、長期地運行，不僅需要合理地設(shè)計管道結(jié)構(gòu)和工
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ536

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本文編號：2704481