基于流固耦合的弯管冲蚀失效数值模拟和优化设计

发布时间：2021-07-27 22:34

　　冲蚀磨损广泛存在于石油、化工、水利等工业管道输送系统中,其中带有固体颗粒和腐蚀性介质的液固两相流会对管道输送系统产生磨损和腐蚀,这会给企业带来巨大的经济损失,也带来巨大的安全隐患,而弯头又是管道输送系统中的典型部件,其发生的冲蚀磨损也最严重,因此,准确地对弯管段液固两相流的流场情况、冲蚀特性进行研究,能够对管道和设备的失效起到预测作用,对弯管的冲蚀研究具有很重要的工程和现实意义。本论文以管道中的302不锈钢弯管冲蚀失效为例,采用数值模拟的方法,研究不同工况介质的物性参数如流速、管径、颗粒直径、管子曲率半径等对弯管的冲蚀失效影响。针对90°弯管内部,利用三维软件Pro-E建立不同管径参数物理模型,采用ICEM软件进行结构化网格划分,利用Fluent中离散相模型DPM,对含砂液固两相流在不同工况介质物性参数下对弯管段进行冲蚀模拟分析,得到在0.5m/s、1m/s、3m/s、5m/s、7m/s、9m/s流速下的压强、速度、剪切力分布情况。结果表明:其最大压强、最大速度、最大剪切力均随着流体介质速度的增大呈抛物线递增;弯管段最大冲蚀率随流速的增大而增大,且在高流速下,冲蚀速率增加较大;随着弯管... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

弯管冲蚀穿孔图

2 数值计算理论及模型论及模型l Calculation Theory and Model验方法是研究流体流动、分析流动现象、探讨法，然而实验测量方法往往受到模型尺寸、测的限制，此外还受到人力、财力、物力和耗费理论分析和实验的方法，确切地说，理论分析方法共同组成了研究流动的完整体系，这三者

拟方法共同组成了研究流动的完整体系，这三图 2-1 理论分析、实验测量与 CFD 三者关系图nship diagram of theoretical analysis, experimental measu的方法求解弯管内流体的流动，首先需要确立相应的三维物理模型，然后对弯管物理模型进导入 Fluent 进行控制方程和各项参数的设定，内的网格划分方法和划分精度，以及所采用的准确性。要获得弯管段内部的流场等各种分布。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[4]气液两相流管道冲刷腐蚀的研究[D]. 茅俊杰.山东大学 2012
[5]基于ANSYS Workbench的流固耦合计算研究及工程应用[D]. 解元玉.太原理工大学 2011
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[8]混流式水轮机转轮结构分析研究[D]. 马廷卫.西华大学 2006
[9]压气机转子叶片流固耦合计算及软件集成研究[D]. 曾强.南京航空航天大学 2006
[10]输流管道在粘性流动下耦合振动问题的数值方法研究[D]. 邱清水.四川大学 2003



本文编号：3306676