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斷類閥門之一，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，有兩方面的原因會造成閥門損壞：高速流體所帶來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算直管或彎管等簡單管道的沖蝕速率，不適用于較復(fù)雜的模型。本文主要通過數(shù)值模擬手段，預(yù)測閥門各部分在狹義沖刷腐蝕條件下的沖蝕速率及分布情況。本文主要研究內(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

2、因素一環(huán)境因素、粒子性能、靶材性能。基于計算流體力學(xué)的Fluent離散相模型能很好的模擬稀疏粒子在流場中的運(yùn)動路徑。在此基礎(chǔ)上，通過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的計算結(jié)果容易受網(wǎng)格質(zhì)量影響，為了保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文以一段管路為例，通過設(shè)置不同的參數(shù)來建立網(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)中的實驗結(jié)果作對比分析后發(fā)現(xiàn)，所劃分的網(wǎng)格及選用

3、的沖蝕模型能準(zhǔn)確的模擬沙粒在實際管道中的沖蝕特性。
　　(3)建立閥門內(nèi)流道的三維模型，劃分恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)格并選用在經(jīng)過驗證的湍流模型及沖蝕模型，對閥門的沖蝕特性進(jìn)行數(shù)值模擬并對結(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。
　　本文對于