【摘要】：在水煤漿的制備和輸運(yùn)過(guò)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(zhǎng)期處于高溫、高壓條件下,水煤漿存在著復(fù)雜的流動(dòng)特性。水煤漿管道輸送是典型的固-液兩相流的流動(dòng)過(guò)程,煤粉顆粒隨水煤漿流動(dòng)過(guò)程中對(duì)管道產(chǎn)生的沖蝕磨損,會(huì)對(duì)管道運(yùn)行安全產(chǎn)生極大隱患,特別是對(duì)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(chǔ)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(duì)象,通過(guò)CFD數(shù)值模擬的方法對(duì)90°彎管、變徑管和三通管開(kāi)展沖蝕磨損三維數(shù)值模擬研究。首先對(duì)水煤漿沖蝕磨損理論進(jìn)行了介紹,從水煤漿的特性及分類、沖蝕磨損機(jī)理與沖蝕影響因素三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。其次對(duì)沖蝕磨損的離散相模擬理論進(jìn)行了研究,依次建立基本控制方程,選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,選擇離散相隨機(jī)軌道模型研究顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡,選擇腐蝕與沉積模型作為沖蝕磨損率模型,選擇標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(yùn)算,并對(duì)網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性與模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。本文通過(guò)借助Fluent軟件計(jì)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(lái)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(cè)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(jì)、工藝計(jì)算以及管道系統(tǒng)壁厚監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù),為工程實(shí)際實(shí)際應(yīng)用提供一定的理論指導(dǎo)。
【圖文】：

圖 1-1 水煤漿儲(chǔ)罐入口彎管實(shí)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(shí)際工程中往往采用高標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別加管道壁面厚度，來(lái)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(wú)法真正意義上保證管道能夠得到安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期地運(yùn)行管道能夠安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期地運(yùn)行，不僅需要合理地設(shè)計(jì)管道結(jié)構(gòu)和工

圖 1-1 水煤漿儲(chǔ)罐入口彎管實(shí)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(shí)際工程中往往采用高標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別加管道壁面厚度，來(lái)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(wú)法真正意義上保證管道能夠得到安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期地運(yùn)行管道能夠安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期地運(yùn)行，不僅需要合理地設(shè)計(jì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ536

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本文編號(hào)：2704481