π型管的冲刷腐蚀数值模拟

• 作者: 王彦骅 吴玉国 张绍川 张婉莹
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: π型管 冲蚀磨损 数值模拟 液固两相流 最大冲蚀率
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 259-266
• 页数: 8页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.12.030

摘要

目的 基于液固两相流体在管道流输的情况,研究π型管在不同影响因素作用下的冲刷腐蚀程度.方法 目前对π型管的研究尚少,因此确定模型为π型管.针对输气管道中π型管冲蚀磨损失效的问题,运用Ansys fluent软件中的DPM模型和k-ε模型,针对通入气液两相流介质时,液体中颗粒冲击π型管壁面的问题开展数值模拟研究.运用控制变量(管道进口流速、颗粒质量流量、颗粒直径)的方法,观察不同参数对 π 型管磨损的影响情况.结果 π 型管存在A、B两处腐蚀.在一定范围内增加 π 型管的入口流速,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐递增.在一定范围内增加 π 型管内固体颗粒粒径,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐减少.在一定范围内增加 π 型管的质量流量,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐递增.结论 A处的腐蚀范围大于B处的腐蚀范围.整体的最大冲蚀率随着流速的增大而增大.速度越大,流体的曳力越强,对腐蚀程度造成的影响越大.整体的最大冲蚀率随着质量流量的增大而增大.速度增长与最大腐蚀率近似可以看成线性增长,存在正相关关系.改变几组不同粒径颗粒的质量流量,观察整体最大冲蚀率与质量流量近似成线性相关,存在正相关关系.整体的最大冲蚀率随着颗粒直径的减少而逐渐减弱.颗粒直径越小,流体所携带的颗粒能力越强,造成的腐蚀程度越强.通过对比分析不同参数腐蚀程度,从而预测出冲蚀最容易发生腐蚀的位置为A、B两个弯头处.