烟气轮机叶材气动冲蚀行为研究

研究了气流中微粒对烟气轮机叶片材料的冲蚀行为.用石英砂气动冲蚀试验研究表明:叶材冲蚀率随着冲蚀颗粒尺寸的增大而增加;攻角对烟气轮机叶片材料(NiCr30Co18Ti)的冲蚀率影响不大.进一步通过扫描电镜对冲蚀后的表面形貌进行观察,发现烟气轮机叶片材料的冲蚀以切削与唇片脱落为主.     

金属材料FV520B冲蚀模型的建立与验证

为了用数学的方式描述金属材料的冲蚀率随靶材属性、颗粒属性、环境因素的变化规律,从颗粒冲击靶材的碰撞过程入手,通过求解颗粒运动方程和碰撞的能量方程,建立了基于微切削和变形磨损的塑性材料冲蚀模型。借助金属材料FV520B的正交冲蚀试验结果,利用回归分析法获得FV520B冲蚀率计算模型,并通过方差分析和单因素冲蚀试验对计算模型进行了验证。方差分析结果表明,该冲蚀率计算模型非常显著,由模型获得的冲蚀率计算值与单因素试验结果吻合程度较高,说明该模型在预测金属材料FV520B不同环境下的冲蚀磨损时具有较好的适应性和可靠性,研究结果对叶轮材料FV520B冲蚀磨损寿命的评估具有指导意义。     

冲蚀条件下等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下 ,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响 ,并在不同条件下与 2 0钢进行了对比试验 ,分析了等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理 ,提出等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性 ,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件     

输油管道90°弯管冲蚀磨损数值模拟研究

为了研究输油管道系统的冲蚀磨损问题,运用ANSYS FLUENT软件,通过改变管道进口流速、颗粒质量流量、颗粒直径,对90°弯管的流场分布及磨损情况进行了数值模拟。结果表明,随着进口流速的增加,弯管的冲蚀率逐渐上升;随着颗粒直径的增大,弯管的冲蚀率总体呈下降趋势;随着颗粒质量流量的增大,弯管的冲蚀率基本呈线性增长;进口流速、颗粒质量流量、颗粒直径等3个冲蚀影响因素之间存在交互作用。     

空气钻井钻具冲蚀磨损机理的分析

空气钻井技术受到越来越多的重视,针对空气钻井中钻具冲蚀磨损严重的现象,首先从阐释冲蚀本质入手,随后时现有的有影响力的冲蚀磨损理论对比分析,得出适合于空气钻井的3套冲蚀磨损理论,并分别进行详细阐述.这3种理论将从不同角度来解释空气钻井钻具的冲蚀磨损机理.微切削理论适用于解释钻屑粒子低入射角的切削情况;变形磨损理论从变形历程及能量变化角度解释了冲蚀现象;二次冲蚀理论从颗粒破碎后对钻具的二次冲蚀角度,更合理地阐述了冲蚀机理.最后就影响钻具冲蚀磨损的主要外部因素--钻屑粒径、几何形状、冲击速度、冲击角度、井内温度进行了定性分析.     

围压作用下土-结构接触渗流特性

针对土与结构接触渗流过程中颗粒流失问题,基于渗流和围压联合作用下接触渗流破坏试验装置,试验研究黏粒质量分数、围压、接触面粗糙程度3种因素对该条件下颗粒冲蚀过程的影响效果。渗流和围压联合作用下土-结构接触面颗粒冲蚀呈现渗流稳定阶段、颗粒迁移阶段、颗粒冲蚀阶段3个阶段。通过多因素方差分析计算3种因素对土-结构接触面颗粒冲蚀各条件指标的影响,在95%置信区间内黏粒质量分数的影响性最大,围压次之,粗糙度最小;采用准牛顿法进行公式拟合后,提出接触面颗粒冲蚀条件影响公式。本研究成果可为含接触面基础设施设计提供数据支撑。     

颗粒粒径对除尘洗气机的磨损分析

利用FLUENT数值模拟软件,先用DPM离散相模型对不同粒径的粉尘颗粒在除尘洗气机的叶轮叶片中的运动轨迹进行了模拟,选取并分析了3种有典型粒径的粉尘颗粒对除尘洗气机造成的冲蚀磨损情况,发现磨损最严重区域出现在叶片吸力面尾缘、导流片及筒体与排风口面的夹角处,得出粉尘颗粒粒径大小对洗气机磨损的影响规律.     

透平流道内颗粒运动轨迹的数值模拟及冲蚀分析

应用透平机械流道内固体颗粒三维运动轨迹迹的数值分析方法,对江苏州贾汪增压流化床联合循环中试电电燃气轮机叶片流道内煤飞灰颗粒运动轨迹进行数值计算,给出了计算结果的数据图象资料,就叶片流道内的冲蚀问题进行了分析讨论。     

仿生形态表面气固冲蚀磨损性能

根据试验优化设计理论,利用L27(313)三水平正交表设计试验,对具有凹坑形、凹槽形、圆环形仿生形态表面的试件进行冲蚀磨损试验研究,运用极差分析处理试验数据,得到三种表面形态试件的冲蚀率与各试验因素之间的关系。结果表明:试验因素对冲蚀率的影响程度由大到小依次为砂子目数、转速、喷砂量、形态;冲蚀率随着目数、转速的增大而增大;所有一级交互作用中,形态和喷砂量之间的交互作用对冲蚀率的影响最大,目数和转速之间的交互作用对冲蚀率的影响最小。     

冲蚀磨损下单晶硅(111)面的断裂行为

实验选取单晶硅为研究对象，分别经静态压下、球形粒子冲击试验和角状粒子冲击试验，然后对各种材料表面断裂形态进行了比较，探究了固体颗粒冲蚀的磨损机制，阐述了在冲蚀条件下，试样有限表层空间所发生的特有的绝热应变，以及塑性耗尽时由绝热应变所导致的材料最终断裂，讨论了材料表层赫兹断裂与解理断裂之间的竞生现象，发现晶体学特征对冲蚀过程中材料表层断裂有很大影响，因此在一般的冲蚀过程中不能忽视。     

集输管线盲通管冲刷腐蚀数值模拟

运用计算流体力学（CFD）方法,研究流体速率、颗粒粒径、流体黏度以及流体密度等参数对盲通处冲刷腐蚀速率的影响。使用DPM模型求解得出固体颗粒在盲通处的运动轨迹,分析颗粒运动对盲通处冲刷腐蚀速率的影响。探究盲通管减弱冲刷腐蚀的最优结构,通过对比得出盲通长度对冲刷腐蚀的影响。数值仿真结果表明,冲刷腐蚀严重区域主要布置在盲通管的内拱璧位置处;冲刷腐蚀随着流体速度的增加而加剧,随着颗粒粒径和黏度的增大而减弱,盲通堵头长度为45 mm时冲刷腐蚀最弱。     

氟塑钢复合管冲蚀磨损性能的试验研究

通过实验研究适用于电厂余热深度回收的新型氟塑钢复合管的冲蚀磨损性能,主要考察在刚玉砂和煤灰两种颗粒冲蚀下,气流速度、温度与颗粒质量浓度等对复合管中低速气流冲蚀磨损的影响.通过扫描电子显微镜对冲蚀磨损后的表面微观形貌进行观察,初步探讨冲蚀磨损机制.结果表明,在中低速度下,复合管的冲蚀磨损速率随气流速度的变化呈幂函数关系;在两种不同颗粒的冲蚀下,复合管的冲蚀磨损速率随颗粒质量浓度的变化均近似呈线性关系;复合管的冲蚀磨损速率随气流温度的升高而降低,但变化幅度不大;微观形貌分析显示,复合管表面受到颗粒反复垂直冲击时主要发生塑性变形,局部出现显微裂纹,在受到颗粒的反复斜向冲击时主要发生切削和犁耕.     

电厂飞灰颗粒粒径对冲蚀磨损性能影响的试验研究

研究了电厂不同粒径的灰粒在常温态和热态时对冲蚀磨损的影响规律。两种工况的试验结果表明:在试验粒径范围内,常温态时,随着粒径的增大,磨损率会逐渐增大,当粒径增大到一定程度时,磨损率会趋于平缓;而热态时,随着粒径的增大,磨损率并没有明显变化。显然,常温中颗粒大小对材料冲蚀磨损的影响要明显大于高温中的冲蚀磨损。     

π型管液固两相冲刷腐蚀数值模拟

输油管道系统常常会发生冲刷腐蚀现象,冲刷腐蚀现象产生的主要原因是颗粒对壁面的撞击。使用DPM模型研究固体颗粒对管壁的冲蚀作用,分析π型管的流动特性,研究流体速度、颗粒质量流量、颗粒直径以及颗粒密度对管道冲刷腐蚀速率的影响。模拟结果表明,π型管道在弯头处冲刷腐蚀最严重;当流体速度增大、颗粒质量流量增多时,最大冲刷腐蚀速率增大;当颗粒直径和密度增大时,冲刷腐蚀效果削弱。     

汽液固三相蒸发管内防除垢的数值模拟

假设汽液固三相循环流化床蒸发管内均匀覆盖一定厚度的硫酸钙结晶垢层,考虑垢层与流体间的耦合换热、管内流体泡核沸腾传热、汽液两相流体对垢层的剥蚀以及颗粒对垢层的碰撞磨损作用,初步建立了汽液固三相流系统防除垢的模型,并应用STAR-CCM+软件对其进行了数值模拟.结果表明,垢层表面温度和汽含率、污垢剥蚀速率以及颗粒对垢层的磨损速率都是影响汽液固三相蒸发管内防除垢的重要因素;增加表观流速和固体颗粒体积分数,可以降低垢层表面温度和汽含率、提高污垢剥蚀速率和磨损速率,进而可以强化蒸发管内的防除垢效果.     

超高分子量聚乙烯与钢的冲蚀磨损研究

用气流喷砂型冲蚀试验装置对超高分子量聚乙烯（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ,ＵＨＭＷＰＥ）和４５＃钢的冲蚀磨损性能进行进行了比较,考察了冲蚀粒子（煤粉,二氧化硅）的入射角,冲蚀时间等对超高分子量聚乙烯和４５＃钢冲蚀磨损的影响,通过扫描电子显微镜对超高分子量聚乙烯和４５＃钢冲蚀磨损表面形貌的观察,并对超高分子量聚乙烯和４５＃钢冲蚀磨损机理进行了初步探讨。     

颗粒属性对输气管道渐缩管冲蚀磨损的仿真预测

在输气管道中，气固两相流对管道内壁造成冲蚀磨损，渐缩管中冲蚀磨损情况尤为严重。利用计算流体动力学相关知识，通过CFD仿真软件建立模型，运用流固双向耦合方程，采用标准k⁃ε模型和DPM模型进行分析。探究入口流速、固体颗粒粒径以及颗粒质量流率对渐缩管冲蚀磨损现象的影响，预测渐缩管中易发生冲蚀磨损的位置以及天然气的最佳流速。结果表明，当入口流速从5 m/s增大到25 m/s时，渐缩管最大冲蚀速率先增加后减小再增加；当入口流速为15 m/s时，冲蚀速率降至最小，为1.76×10－6 kg/（m2•s）；当颗粒粒径从0.5 mm增大到4.5 mm时，最大冲蚀速率先由4.23×10－6 kg/（m2•s）增加至7.56×10－6 kg/（m2•s），而后又逐渐减小至2.68×10－6 kg/（m2•s）；在入口流速为15 m/s的情况下，当颗粒质量流率从0.1 kg/s增大到0.6 kg/s时，最大冲蚀速率从1.76×10－6 kg/（m2•s）增加至1.00×10－5 kg/（m2•s）。渐缩管冲蚀磨损区域主要位于渐缩管喉部下壁面、距离喉部2D区域的收缩管段下壁面及2D区域以外的收缩管段上壁面，并且上壁面冲蚀磨损区域近似呈“U”型对称分布。在输气过程中，气体流经渐缩管的最佳入口流速应为15 m/s。为预防冲蚀磨损，颗粒粒径不宜过小，质量流率需控制在合理范围内。     

低角冲蚀磨损机理的研究

作者通过扫描电镜观察、磨屑分析、磨损面次表层硬度分析、增量冲蚀磨损法以及冲蚀磨损的准动态观察等多种分析方法对几种钢和纯金属在低角下的冲蚀磨损机理进行了深入的研究。结果发现:对于延性比较大的金属材料,磨损初期主要是发生塑性变形,形成压坑与变形唇,继之,度形唇被反复地前挤后压,终以小块剥落而磨损。延性比较小的材料则更多地产生微切削磨损。     

球泡在固液两相中的溃灭研究

建立了可压缩固液两相流中单球泡泡壁运动的动力学方程。通过数值计算分析了液体可压缩性、固体颗粒粒径及浓度对球泡溃灭特性的影响，定性地解释了在小粒径泥沙条件下发生泥沙磨损和空蚀联合破坏的机理。     

泥沙浓度与粒径影响下河流溶解性物质侵蚀试验

针对河流溶解性物质侵蚀过程,选用Ca2+作为溶解性物质的特征离子,采用静态试验方法,探讨了泥沙浓度与颗粒粒径对可溶性物质侵蚀规律的影响,构建了能够综合表征泥沙浓度与粒径组成特性的归一化参数———泥沙颗粒比表面浓度,并对可溶性物质侵蚀量与泥沙颗粒比表面浓度间的关系进行了分析.结果表明,随着泥沙浓度升高,可溶性物质侵蚀总量逐渐增加,而单位质量泥沙的可溶性物质侵蚀量却不断减小,并逐渐趋近于某极小值.当颗粒粒径减小时,可溶性物质侵蚀总量呈现出先增加、再减小、最后再增加的变化趋势,但可溶性物质侵蚀总量在总体上是增大的.泥沙颗粒比表面浓度与可溶性物质侵蚀总量之间具有良好的线性相关性.