截止閥沖刷腐蝕的數(shù)值模擬.pdf

1、截止閥作為最重要的截?cái)囝愰y門(mén)之一，廣泛應(yīng)用在海洋領(lǐng)域及石油化工行業(yè)中。當(dāng)所處的工作環(huán)境環(huán)節(jié)比較惡劣時(shí)，有兩方面的原因會(huì)造成閥門(mén)損壞：高速流體所帶來(lái)的顆粒沖刷及空泡破裂產(chǎn)生的氣蝕。在工程應(yīng)用中，現(xiàn)有的沖蝕理論只能計(jì)算直管或彎管等簡(jiǎn)單管道的沖蝕速率，不適用于較復(fù)雜的模型。本文主要通過(guò)數(shù)值模擬手段，預(yù)測(cè)閥門(mén)各部分在狹義沖刷腐蝕條件下的沖蝕速率及分布情況。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)分析了現(xiàn)有的多種沖蝕理論，總結(jié)出影響沖蝕速率的三個(gè)

2、因素一環(huán)境因素、粒子性能、靶材性能。基于計(jì)算流體力學(xué)的Fluent離散相模型能很好的模擬稀疏粒子在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)路徑。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)選用合理的沖蝕模型和設(shè)置正確的參數(shù)，能較好的模擬沖蝕在截止閥上的分布情況。
　　(2)由于Fluent的計(jì)算結(jié)果容易受網(wǎng)格質(zhì)量影響，為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文以一段管路為例，通過(guò)設(shè)置不同的參數(shù)來(lái)建立網(wǎng)格，以尋找最優(yōu)參數(shù)。將管路的沖蝕數(shù)值模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，所劃分的網(wǎng)格及選用

3、的沖蝕模型能準(zhǔn)確的模擬沙粒在實(shí)際管道中的沖蝕特性。
　　(3)建立閥門(mén)內(nèi)流道的三維模型，劃分恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)格并選用在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的湍流模型及沖蝕模型，對(duì)閥門(mén)的沖蝕特性進(jìn)行數(shù)值模擬并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。分析發(fā)現(xiàn)，二次流漩渦是導(dǎo)致截止閥沖蝕速率較大并且沖蝕分布不均勻的主要原因。本文還對(duì)閥芯部分做了具體的沖蝕特性分析，歸納了影響閥芯沖蝕分布的主要因素。
　　(4)通過(guò)改變不同的參數(shù)，分析截止閥在不同工況下沖蝕特性的變化規(guī)律。
　　本文對(duì)于