在煤直接液化過程中,工況條件苛刻,介質(zhì)復(fù)雜,漿體中固體顆粒含量高,必定對輸送管道造成嚴(yán)重的沖蝕磨損。本文主要研究分離器底部出口管路中彎管部位受液-固兩相流的沖蝕磨損情況,針對煤液化管道彎管部位的沖蝕磨損問題,分析其沖蝕磨損的主要因素和沖蝕機(jī)理,建立煤液化管道沖蝕磨損預(yù)測方法,再通過該方法研究管道結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)對沖蝕磨損率以及沖蝕磨損位置的影響。運用FLUENT軟件數(shù)值模擬計算管道內(nèi)部流體的流動特性,通過軟件二次開發(fā),分別將Tulsa大學(xué)腐蝕與沖蝕研究中心的沖蝕磨損方程和Hashish改進(jìn)的剪切磨損模型嵌入到FLUENT中,模擬計算沖蝕磨損率大小及磨損位置分布,將計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)相對比,得出模擬計算的結(jié)果與實驗結(jié)果表現(xiàn)良好一致性,從而該預(yù)測方法和選定的磨損模型可以用來預(yù)測煤液化管道的沖蝕磨損情況。通過該方法,研究了管道直徑、彎徑比、彎曲角度；顆粒直徑、顆粒密度、不同直徑顆粒的混合比例以及流速對沖蝕磨損的影響,得出不同因素對沖蝕磨損率和磨損位置的影響情況。此外,本文還利用此預(yù)測研究方法,研究了變徑管的結(jié)構(gòu)參數(shù)對沖蝕磨損的影響情況,為管道設(shè)計、工藝設(shè)計以及管道系統(tǒng)壁厚監(jiān)測提供依據(jù)。 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 沖擊磨損定義
    1.3 沖擊磨損機(jī)理
        1.3.1 塑性材料沖蝕磨損機(jī)理
        1.3.2 脆性材料沖蝕磨損機(jī)理
        1.3.3 絕熱剪切與變形局部化磨損理論
        1.3.4 沖蝕-氧化和沖蝕-腐蝕磨損理論
    1.4 沖擊磨損影響因素
        1.4.1 環(huán)境因素的影響
        1.4.2 粒子性能的影響
        1.4.3 材料性質(zhì)的影響
    1.5 管道沖擊磨損研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究內(nèi)容和研究方法
第2章 流體力學(xué)模型與沖蝕磨損模型
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 連續(xù)性方程
        2.1.2 動量方程
        2.1.3 能量方程
    2.2 湍流模型
    2.3 顆粒軌跡模型
    2.4 磨損率模型
    2.5 壁面碰撞反彈恢復(fù)方程
    2.6 控制方程組的離散和流場數(shù)值計算方法
    2.7 本章小結(jié)
第3章 管道磨損典型案例及磨損模型選擇
    3.1 煤液化工藝
    3.2 沖蝕磨損研究對象選取
    3.3 幾何模型及網(wǎng)格劃分
    3.4 管道材料和煤灰成分
    3.5 模擬計算及邊界條件
    3.6 磨損率模型選擇
    3.7 磨損率模型驗證
    3.8 本章小結(jié)
第4章 煤液化管道彎頭部位沖蝕磨損數(shù)值模擬
    4.1 網(wǎng)格大小無關(guān)性驗證
    4.2 速度和壓強(qiáng)分布
    4.3 顆粒軌跡和濃度分布
    4.4 管道沖蝕磨損
    4.5 影響因素分析
        4.5.1 管道結(jié)構(gòu)的影響
        4.5.2 顆粒屬性的影響
        4.5.3 入口速度的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 變徑管沖蝕磨損
    5.1 速度和壓強(qiáng)分布
    5.2 顆粒軌跡和濃度分布
    5.3 沖蝕磨損
    5.4 變徑管結(jié)構(gòu)對沖蝕磨損的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤炭液化技術(shù)的研究[J]. 姚婷,王立,郝敬團(tuán),魏賢勇.  廣州化工. 2014(15)
[2]煤液化多相流輸送管道沖蝕磨損分布預(yù)測及分析[J]. 偶國富,龔寶龍,李偉正,包金哲,金浩哲.  浙江理工大學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[3]煤液化多相流輸送彎管沖蝕磨損數(shù)值研究[J]. 孫海疆,偶國富,肖定浩,李偉正.  流體機(jī)械. 2013(08)
[4]一種旋轉(zhuǎn)式液固兩相流沖蝕磨損試驗裝置的研制[J]. 偶國富,葉健,章利特,饒杰,金浩哲.  中國機(jī)械工程. 2013(13)
[5]沖蝕角度和彎頭幾何尺寸對沖蝕磨損的影響研究[J]. 林楠,蘭惠清,崔鉞,趙超.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2013(18)
[6]直角彎管內(nèi)液固兩相流固體顆粒沖蝕磨損分析[J]. 丁礦,朱宏武,張建華,朱君堯,羅璇.  油氣儲運. 2013(03)
[7]高壓油煤漿輸送管路中的一種變徑彎管及其磨損預(yù)測[J]. 張慧君,董俊華,高炳軍.  河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2011(06)
[8]煤的直接液化與間接液化技術(shù)進(jìn)展[J]. 郭新樂.  廣州化工. 2011(07)
[9]油煤漿輸送管道彎管部位流場的數(shù)值模擬與磨損預(yù)測[J]. 付林,高炳軍.  化工機(jī)械. 2009(05)
[10]煤轉(zhuǎn)化對煉油化工行業(yè)競爭力淺析[J]. 邊鋼月,邊思穎,張福琴.  化學(xué)工業(yè). 2008(10)

碩士論文
[1]煤液化管道材料沖蝕磨損試驗與數(shù)值研究[D]. 葉健.浙江理工大學(xué) 2013
[2]材料沖蝕行為及機(jī)理研究[D]. 董剛.浙江工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3048877