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一种基于冲蚀磨损机理组合式工具的探索性设计 认领
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作者 郭茂野 刘敏 +1 位作者 鞠少栋 江安 《机械工程师》 2021年第2期121-123,共3页
介绍了一种用于水平井的组合式(PCP+EACV)流体控制工具,其核心部件EACV阀是以流体对金属的冲蚀磨损效应为理论设计基础,触发机构被流体冲蚀磨损断裂后,执行机构随之关闭流体通道。将组合工具安装于石油水平井生产段井筒中,在井筒轴向上... 介绍了一种用于水平井的组合式(PCP+EACV)流体控制工具,其核心部件EACV阀是以流体对金属的冲蚀磨损效应为理论设计基础,触发机构被流体冲蚀磨损断裂后,执行机构随之关闭流体通道。将组合工具安装于石油水平井生产段井筒中,在井筒轴向上由趾跟到趾尖形成动态能量场的应用效果,用于提高水平井油藏的综合开发能力。 展开更多
关键词 冲蚀磨损 压力控制管(PCP) 冲蚀自动关闭阀(EACV) 动态能量场
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测试地面流程弯管冲蚀磨损的影响研究 认领
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作者 王健刚 孙巧雷 +2 位作者 严淳鳀 冯定 涂忆柳 《石油机械》 北大核心 2021年第1期88-94,共7页
为研究海上地面流程作业过程中,油嘴调整及弯管结构参数对地面流程弯管冲蚀磨损的影响规律,基于液-固两相流理论、冲蚀磨损模型,结合流场、颗粒运动轨迹对地面流程弯管流速、固相颗粒体积分数、流速与弯管弯曲角度等冲蚀磨损影响因素进... 为研究海上地面流程作业过程中,油嘴调整及弯管结构参数对地面流程弯管冲蚀磨损的影响规律,基于液-固两相流理论、冲蚀磨损模型,结合流场、颗粒运动轨迹对地面流程弯管流速、固相颗粒体积分数、流速与弯管弯曲角度等冲蚀磨损影响因素进行了耦合分析。分析结果表明:不同产量对应的流速由14 m/s增大至23 m/s时,固体颗粒体积分数对弯管的最大冲蚀速率的影响最高达到了9.66倍;冲蚀固体颗粒体积分数由0.01%增大到0.09%时,流体流速对弯管最大冲蚀速率的影响最高达到了6.92倍;流速与固相颗粒的耦合影响最高可达到50.7倍;当流速一定时,随着弯管弯曲角度的增大,最大冲蚀率呈现出增大的趋势,流速与弯曲角度耦合影响最高可达到19.8倍;随着流速和固相颗粒体积分数的增大,地面流程弯管的最大冲蚀速率增大,当固体颗粒体积分数处于0.07%~0.09%时,流速对冲蚀的影响小于固相颗粒体积分数改变带来的影响。研究结果对于地面流程弯管的改进设计及其安全防护具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 地面流程 弯管 冲蚀磨损 冲蚀速率 数值模拟
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文章速递天然气水合物喷射破碎压控滑套冲蚀磨损特性研究 认领
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作者 唐洋 何胤 +1 位作者 姚佳鑫 孙鹏 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期254-260,270,共8页
目的研究天然气水合物开采过程中,钻井液对喷射破碎压控滑套冲蚀磨损的影响规律及主要影响因素。方法基于欧拉-拉格朗日算法的DPM模型,建立了滑套冲蚀磨损数值分析模型,预测了压控滑套在使用过程中易发生冲蚀磨损的区域。探究了不同的... 目的研究天然气水合物开采过程中,钻井液对喷射破碎压控滑套冲蚀磨损的影响规律及主要影响因素。方法基于欧拉-拉格朗日算法的DPM模型,建立了滑套冲蚀磨损数值分析模型,预测了压控滑套在使用过程中易发生冲蚀磨损的区域。探究了不同的钻井液粒径、入口液相流速、质量流量及封堵块位置的变化,对冲蚀磨损过程的影响规律。结果压控滑套的易冲蚀区域为封堵块面、过流通道口、内壁面三个位置。在控制单因素变量条件下,易冲蚀区域最大冲蚀率和冲蚀面积随着粒径增大而增大,粒径从0.1 mm增大到1.1 mm时,易冲蚀区域平均最大冲蚀率增大了63.4倍,并在不同粒径段呈现不同变化趋势。随着封堵块与滑套距离减小,易冲蚀区域平均最大冲蚀率增加,距离从50 mm降低到5 mm时,平均最大冲蚀率增大了3.8倍,并在不同的距离段呈现不同变化趋势;同时随着封堵块与滑套距离减小,内壁面的冲蚀面积降低明显,封堵块和过流通道冲蚀面积没有显著变化。随着入口流速和流体质量流量的增加,易冲蚀区域最大冲蚀率呈现指数增加,流速从6 m/s增大到14 m/s时,易冲蚀区域平均最大冲蚀率增大了9.5倍,流体质量流量从0.001 kg/s增大到0.007 kg/s时,易冲蚀区域平均最大冲蚀率增大了5.6倍,但冲蚀面积都没有显著变化。结论滑套封堵块面、过流通道和内壁面最易发生冲蚀破坏。冲蚀颗粒直径应该小于0.3 mm为宜,封堵块与滑套距离应该大于30 mm,同时入口流速和质量浓度越小,冲蚀情况越好。综合最大冲蚀率数值及增长倍数分析,粒径是冲蚀率增长的主要因素。该研究为喷射破碎压控滑套的设计和应用提供了指导意义。 展开更多
关键词 天然气水合物 压控滑套 固态流化开采 冲蚀磨损 冲蚀率 数值模拟
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基于CFD数值模拟的排污阀冲蚀磨损影响规律 认领
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作者 钟林 冯桂弘 +1 位作者 张计春 魏刚 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2021年第2期151-157,共7页
针对排污阀因长期排污工作导致的冲蚀失效问题,采用CFD仿真模拟的方法开展关于流体流速、颗粒粒径、含砂体积比与阀门开度等因素对阀套式排污阀冲蚀磨损性能影响的评价分析.结果表明:阀芯、阀座密封接触壁面间的冲蚀破坏是造成整个排污... 针对排污阀因长期排污工作导致的冲蚀失效问题,采用CFD仿真模拟的方法开展关于流体流速、颗粒粒径、含砂体积比与阀门开度等因素对阀套式排污阀冲蚀磨损性能影响的评价分析.结果表明:阀芯、阀座密封接触壁面间的冲蚀破坏是造成整个排污阀失效的主要原因.在流速1~9 m/s、颗粒粒径0.1~0.5 mm、含砂体积比2%~10%、阀门开度15%~90%时,冲蚀磨损率与流体流速呈指数型正相关,冲蚀磨损区域随流速增加明显扩大.砂浓度增多加大了颗粒碰撞阀腔壁面的频率,其冲蚀率近似呈线性增长.颗粒粒径变化对排污阀平均冲蚀磨损率影响较小,小颗粒冲蚀行为下产生的冲蚀破坏相比大颗粒更为均匀一些.排污阀开度在15%~30%过程中,阀冲蚀磨损程度变化剧烈,从60%开度开始,阀的受损情况趋于平稳.同时,在阀门开度增大的过程中,阀芯最大冲蚀磨损区域从圆周壁面逐步移动到阀芯下端面.研究结果对排污阀的整体耐冲蚀性能评价具有指导意义. 展开更多
关键词 排污阀 冲蚀磨损 数值模拟 排污阀工况 固液两相流
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含尘气流对20g冲蚀磨损性能的研究 认领
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作者 梁佳鹏 左海滨 +1 位作者 刘燊辉 马恩宇 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期208-212,共5页
燃煤锅炉内含尘烟气的冲蚀作用是换热器失效的主要原因之一。本文设计加速试验,研究燃煤锅炉常见换热材质20g在不同飞灰冲击速度(40~120 m/s)、飞灰粒径(65、180和320μm)以及不同温度(300、350和400℃)下的冲蚀磨损情况并分析其冲蚀机... 燃煤锅炉内含尘烟气的冲蚀作用是换热器失效的主要原因之一。本文设计加速试验,研究燃煤锅炉常见换热材质20g在不同飞灰冲击速度(40~120 m/s)、飞灰粒径(65、180和320μm)以及不同温度(300、350和400℃)下的冲蚀磨损情况并分析其冲蚀机理。结果表明:磨损量随冲刷速度的增加呈指数增长,温度升高,速度对冲蚀的影响在逐渐减弱;磨损量随着温度的升高先降低后增高,在300℃冲蚀量最小。粒度对磨损量的影响随冲刷速度的增大变得越加明显,冲蚀量随飞灰粒径的增加逐渐减小,在粒径大于180μm后,冲蚀磨损量不再受粒径影响。 展开更多
关键词 冲蚀磨损 含尘气流 冲蚀速度 冲蚀机理
稠油输送管道90°弯管的冲蚀模拟分析 认领
6
作者 孙岩 陈一鸣 +1 位作者 王博 吴玉国 《北京化工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期40-46,共7页
为了研究重质稠油内砂粒对弯管的冲蚀作用,以90°弯管为研究对象,运用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件建立液固耦合的离散相冲蚀模型(discrete phase model,DPM),利用SIMPLEC算法计算得到不同温度、砂粒粒径及... 为了研究重质稠油内砂粒对弯管的冲蚀作用,以90°弯管为研究对象,运用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件建立液固耦合的离散相冲蚀模型(discrete phase model,DPM),利用SIMPLEC算法计算得到不同温度、砂粒粒径及质量流率下重质稠油输送管道弯管处冲蚀速率的变化规律。结果表明,同一流动状态下,随着温度升高,重质稠油的黏度及90°弯管的冲蚀速率皆呈指数递减趋势,最大冲蚀点出现在弯管90°方向线与侧壁面中线交点处;湍流流态下,90°弯管的冲蚀速率随砂粒粒径的增大而减小,稠油的黏性力对大粒径砂粒的束缚作用明显,冲蚀速率较低;湍流流态下,冲蚀速率随砂粒质量流率增加而增大,近壁面处砂粒与稠油间形成的黏性微团层对质量流率增加所引起的冲蚀具有一定缓解作用。 展开更多
关键词 重质稠油 冲蚀磨损 离散相冲蚀模型(DPM) 液固耦合 冲蚀速率
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π型管的冲刷腐蚀数值模拟 认领
7
作者 王彦骅 吴玉国 +1 位作者 张绍川 张婉莹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期259-266,共8页
目的基于液固两相流体在管道流输的情况,研究π型管在不同影响因素作用下的冲刷腐蚀程度。方法目前对π型管的研究尚少,因此确定模型为π型管。针对输气管道中π型管冲蚀磨损失效的问题,运用Ansys fluent软件中的DPM模型和k-ε模型,针... 目的基于液固两相流体在管道流输的情况,研究π型管在不同影响因素作用下的冲刷腐蚀程度。方法目前对π型管的研究尚少,因此确定模型为π型管。针对输气管道中π型管冲蚀磨损失效的问题,运用Ansys fluent软件中的DPM模型和k-ε模型,针对通入气液两相流介质时,液体中颗粒冲击π型管壁面的问题开展数值模拟研究。运用控制变量(管道进口流速、颗粒质量流量、颗粒直径)的方法,观察不同参数对π型管磨损的影响情况。结果π型管存在A、B两处腐蚀。在一定范围内增加π型管的入口流速,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐递增。在一定范围内增加π型管内固体颗粒粒径,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐减少。在一定范围内增加π型管的质量流量,整体最大冲蚀率也发生明显改变,且逐渐递增。结论A处的腐蚀范围大于B处的腐蚀范围。整体的最大冲蚀率随着流速的增大而增大。速度越大,流体的曳力越强,对腐蚀程度造成的影响越大。整体的最大冲蚀率随着质量流量的增大而增大。速度增长与最大腐蚀率近似可以看成线性增长,存在正相关关系。改变几组不同粒径颗粒的质量流量,观察整体最大冲蚀率与质量流量近似成线性相关,存在正相关关系。整体的最大冲蚀率随着颗粒直径的减少而逐渐减弱。颗粒直径越小,流体所携带的颗粒能力越强,造成的腐蚀程度越强。通过对比分析不同参数腐蚀程度,从而预测出冲蚀最容易发生腐蚀的位置为A、B两个弯头处。 展开更多
关键词 型管 冲蚀磨损 数值模拟 液固两相流 最大冲蚀率
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基于ANSYS LS-DYNA的塑料模具冲蚀过程分析 认领
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作者 任建行 翟明 蒋奔 《塑料科技》 CAS 北大核心 2020年第11期91-97,共7页
利用有限元仿真模拟技术,基于显式动力学方法,应用ANSYS LS-DYNA软件,研究了塑料填料颗粒在不同条件下冲击模具材料的过程。模拟了球形石英砂颗粒冲击45号模具钢的过程,给出了颗粒冲击靶材之后的冲蚀坑形貌。研究了单颗粒及多颗粒冲蚀... 利用有限元仿真模拟技术,基于显式动力学方法,应用ANSYS LS-DYNA软件,研究了塑料填料颗粒在不同条件下冲击模具材料的过程。模拟了球形石英砂颗粒冲击45号模具钢的过程,给出了颗粒冲击靶材之后的冲蚀坑形貌。研究了单颗粒及多颗粒冲蚀过程中,系统内能量的变化规律以及模具材料表面应力的变化特点。从颗粒性质及环境因素两方面作为切入点,研究颗粒直径、冲击速度、冲击角度及环境温度等对模具材料冲蚀磨损的影响,分析模具材料的冲蚀率随各因素的变化规律。结果表明:靶材冲蚀率随冲击速度的增加而增大;随颗粒直径、环境温度的增加而缓慢增加;当冲击角度为30°时,靶材的冲蚀率最大。 展开更多
关键词 模具材料 冲蚀磨损 数值模拟 冲蚀机理 环境因素
WC-Co硬质合金冲蚀磨损影响因素和机理研究 认领
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作者 蒋继苇 史沫 +1 位作者 殷铭阳 余晓光 《中国钨业》 CAS 2020年第1期48-55,共8页
采用自制冲蚀试验设备对3种不同牌号的WC-Co硬质合金进行冲蚀磨损试验,研究了冲蚀角度、磨料外形和磨料粒径对靶材冲蚀磨损的影响规律,通过扫描电镜分析研究了WC-Co硬质合金冲蚀机理。结果表明:靶材冲蚀磨损率和冲蚀角度呈正相关,磨料... 采用自制冲蚀试验设备对3种不同牌号的WC-Co硬质合金进行冲蚀磨损试验,研究了冲蚀角度、磨料外形和磨料粒径对靶材冲蚀磨损的影响规律,通过扫描电镜分析研究了WC-Co硬质合金冲蚀机理。结果表明:靶材冲蚀磨损率和冲蚀角度呈正相关,磨料硬度和破碎性都对冲蚀磨损有重要影响,以棕刚玉为磨料时WC-Co硬质合金冲蚀磨损率随着磨料粒径的增加先上升后下降。冲蚀后的微观形貌和元素变化表明,WC-Co硬质合金低冲蚀角时破坏形貌以切削痕和犁沟为主,而高冲蚀角时以Co失效导致的WC颗粒脱落为主。 展开更多
关键词 硬质合金 冲蚀磨损 磨损试验 微观形貌
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硬质合金基体上TiN与TiAlN涂层冲蚀磨损特性研究 认领
10
作者 邹雪倩 吴凤芳 朱振杰 《现代制造技术与装备》 2020年第7期11-14,19,共5页
采用离子束辅助真空脉冲过滤弧离子镀技术,在硬质合金YG6基体上沉积两种氮化物涂层TiN、TiAlN,检测了涂层的微观结构及其主要物理机械性能。对两种涂层进行气体冲蚀磨损试验,利用扫描电子显微镜(SEM)对冲蚀表面进行观察,获得涂层冲蚀形... 采用离子束辅助真空脉冲过滤弧离子镀技术,在硬质合金YG6基体上沉积两种氮化物涂层TiN、TiAlN,检测了涂层的微观结构及其主要物理机械性能。对两种涂层进行气体冲蚀磨损试验,利用扫描电子显微镜(SEM)对冲蚀表面进行观察,获得涂层冲蚀形貌特征。通过检测涂层的冲蚀磨损量和磨损率,分析涂层的冲蚀磨损性能,表明TiAlN涂层比TiN表现出了更强的抵抗冲蚀磨损的能力。通过分析两种涂层的冲蚀表面形貌特征,发现两种涂层材料的冲蚀去除机制有所不同。TiN涂层表现出典型的脆性断裂去除特点,而TiAlN涂层主要呈现微切削和疲劳断裂的特征。 展开更多
关键词 氮化物涂层 PVD 冲蚀磨损 磨损机理
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含钼过共晶高铬铸铁渣浆泵实用性分析 认领
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作者 韩跃 《铸造设备与工艺》 2020年第1期33-35,共3页
过共晶高铬铸铁具有超高的硬度,但由于韧性差易开裂,很少应用于工业生产。本文设计了一种含钼过共晶高铬铸铁,铸件硬度可达到HRC57以上,冲击韧性达到5 J/cm^2以上,并且有效降低了废品率,与传统高铬铸铁BTMCr26材料相比,相对耐磨性提高30... 过共晶高铬铸铁具有超高的硬度,但由于韧性差易开裂,很少应用于工业生产。本文设计了一种含钼过共晶高铬铸铁,铸件硬度可达到HRC57以上,冲击韧性达到5 J/cm^2以上,并且有效降低了废品率,与传统高铬铸铁BTMCr26材料相比,相对耐磨性提高30%以上,将此铸铁应用在渣浆泵上,可以大幅提高渣浆泵在高磨蚀工况下的使用寿命。 展开更多
关键词 过共晶高铬铸铁 渣浆泵 耐磨性 冲蚀磨损
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四墙切圆锅炉水冷壁颗粒冲击特性数值模拟 认领 被引量:1
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作者 吴威 秦明 +1 位作者 苏航 刘辉 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期21-27,35共8页
为深入了解水冷壁壁面的颗粒冲击特性,使用AnsysFluent对660 MW超临界锅炉的燃烧过程进行数值模拟,通过Fluent内冲蚀磨损模型得出燃烧器区域壁面的颗粒质量冲击量;利用Fluent软件的Sample功能输出壁面颗粒数据,将点数据导入Excel处理,... 为深入了解水冷壁壁面的颗粒冲击特性,使用AnsysFluent对660 MW超临界锅炉的燃烧过程进行数值模拟,通过Fluent内冲蚀磨损模型得出燃烧器区域壁面的颗粒质量冲击量;利用Fluent软件的Sample功能输出壁面颗粒数据,将点数据导入Excel处理,得到冲击燃烧器区壁面的颗粒最高速度及颗粒速度值的分布情况.结果表明:燃烧器喷口对侧区域的壁面冲击量最大值为6 kg·m^-2·s,冲击燃烧器区壁面的颗粒最高速度可超过30 m·s^-1,其占比不足冲击总颗粒量的0.3%,20~25 m·s^-1的冲击颗粒占比接近10%,颗粒速度的主体为5~20 m·s^-1.壁面颗粒冲击量及颗粒速度模拟结果表明,在后墙第二组燃烧器壁面存在着6 kg·m^-2·s的高颗粒冲击量及25~29 m·s^-1的高颗粒冲击速度同时作用的区域,易发生严重磨损. 展开更多
关键词 超临界锅炉 数值模拟 水冷壁 煤粉颗粒 磨损
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投球式滑套球座液-固两相流冲蚀预测及验证 认领
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作者 杜培伟 杨谋 +1 位作者 辜思曼 刘强 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第1期87-89,113,I0006共5页
针对水平井投球式滑套分段压裂技术在现场施工中极易出现压裂液中固相颗粒对球座冲蚀磨损问题,文章提出在球座表面喷涂硬质合金涂层和碳化钨涂层的方法,探索球座的耐冲蚀性能;运用欧拉-拉格朗日法、浓密离散相模型和半经验冲蚀模型求解... 针对水平井投球式滑套分段压裂技术在现场施工中极易出现压裂液中固相颗粒对球座冲蚀磨损问题,文章提出在球座表面喷涂硬质合金涂层和碳化钨涂层的方法,探索球座的耐冲蚀性能;运用欧拉-拉格朗日法、浓密离散相模型和半经验冲蚀模型求解了颗粒对球座的冲蚀速率。结果表明,数值模拟能够较为精确地预测不同涂层球座冲蚀后的轮廓;与碳化钨涂层相比,硬质合金涂层更耐冲蚀,随着冲蚀时间延长,球座质量损失逐渐增加。该模型能够用于预测球座复杂流场的冲蚀,有望为球座进一步优化设计提供参考。 展开更多
关键词 分段压裂 冲蚀磨损 球座 离散型模型
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聚氨酯改性环氧树脂的抗冲蚀磨损性能 认领
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作者 王彦平 宋玮倩 +1 位作者 张戎令 王起才 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期26-30,41,共6页
强风沙环境下的混凝土结构常年受到风沙流的冲蚀磨损,加之其他自然因素的影响,严重降低了混凝土结构的耐久性,因此常采用环氧树脂基材料对其进行防护。为了克服环氧树脂固化后交联密度高、脆性大的缺点,采用聚氨酯对环氧树脂进行了改性... 强风沙环境下的混凝土结构常年受到风沙流的冲蚀磨损,加之其他自然因素的影响,严重降低了混凝土结构的耐久性,因此常采用环氧树脂基材料对其进行防护。为了克服环氧树脂固化后交联密度高、脆性大的缺点,采用聚氨酯对环氧树脂进行了改性,研究了改性后的环氧树脂材料的力学性能和冲蚀磨损性能,并分析了其冲蚀磨损机理。结果表明:聚氨酯改性不仅提高了环氧树脂的拉伸强度,同时也改善了环氧树脂的冲击韧性;改性环氧树脂材料的冲蚀行为表现出半塑性材料的冲蚀特征,最大冲蚀率出现在45°冲蚀角,冲蚀率与冲蚀速率呈指数关系,速率指数为1.4~2.7;15%聚氨酯改性的环氧树脂表现出了良好的冲蚀抵抗力,是强风沙流环境下混凝土结构冲蚀磨损防护的可选材料。 展开更多
关键词 聚氨酯 环氧树脂 改性 冲蚀磨损
30°弯管应力集中处的冲蚀模拟分析 认领 被引量:1
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作者 王博 徐鑫 王卫强 《当代化工》 CAS 2020年第4期680-683,共4页
为研究集输管道弯管应力集中区域的冲蚀现象,以30°弯管为例,先运用应力分析软件探求弯管应力集中区域;再运用CFD软件对应力集中处的冲蚀现象进行仿真模拟,通过改变入口流速、颗粒的粒径及质量流率,分析冲蚀速率的变动规律。结果表... 为研究集输管道弯管应力集中区域的冲蚀现象,以30°弯管为例,先运用应力分析软件探求弯管应力集中区域;再运用CFD软件对应力集中处的冲蚀现象进行仿真模拟,通过改变入口流速、颗粒的粒径及质量流率,分析冲蚀速率的变动规律。结果表明:弯管应力主要集中在拐角处,且应力集中处的冲蚀区域呈"O"型分布;随入口流速、颗粒粒径及颗粒质量流率的增加,冲蚀速率均呈递增趋势,但不同粒径范围,其增加的速度并不相同,且颗粒质量流率的影响程度要略大于入流流速;弯管拐角外壁面同时承载压力、应力及冲蚀作用,而拐角内侧壁面压力及冲蚀均较低,因此拐角外壁面的破坏概率远大于内壁面,加强拐角外壁面的防护尤为重要。 展开更多
关键词 集输管道 弯管 流固耦合 应力分析 冲蚀磨损
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气固混合流对集输管道弯管的冲蚀模拟 认领
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作者 王博 郭海莹 +3 位作者 耿孝恒 杜胜男 张海娟 王卫强 《北京化工大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期46-52,共7页
针对含砂天然气对长输管道弯头处的冲蚀现象,以90°弯管为例,运用单向耦合冲蚀模型及控制变量法分析颗粒质量流率、流体进口流速、颗粒粒径及重力场对弯管的冲蚀作用,结果表明:在非重力场中,弯管的冲蚀区域主要集中在拐角大弧面区,... 针对含砂天然气对长输管道弯头处的冲蚀现象,以90°弯管为例,运用单向耦合冲蚀模型及控制变量法分析颗粒质量流率、流体进口流速、颗粒粒径及重力场对弯管的冲蚀作用,结果表明:在非重力场中,弯管的冲蚀区域主要集中在拐角大弧面区,且呈椭圆形分布;随颗粒质量流率的增加,最大冲蚀速率拟合曲线呈线性正相关;随流体进口流速的增加,最大冲蚀速率拟合曲线呈非线性指数相关,指数系数为0.3058;随颗粒粒径的增加,最大冲蚀速率呈先减小后增大再减小的变化趋势;相同条件下,在重力场中弯管的冲蚀集中区域与非重力场相同,但最大冲蚀速率明显增大,且冲蚀区域发生变化;当重力为沿出口法向正向时,冲蚀区域由椭圆形变为圆形,并伴有二次冲蚀集中现象,当重力为沿出口法向反向时,冲蚀区域由椭圆形变为三角锥形。 展开更多
关键词 气固混合 长输管道 天然气 90°弯管 冲蚀磨损 单向耦合
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颗粒属性对输气管道渐缩管冲蚀磨损的仿真预测 认领
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作者 徐鑫 吴玉国 孙岩 《辽宁石油化工大学学报》 CAS 2020年第3期45-51,共7页
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... 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/(m^2•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/(m^2•s)增加至7.56×10^-6 kg/(m^2•s),而后又逐渐减小至2.68×10^-6 kg/(m^2•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/(m^2•s)增加至1.00×10^-5 kg/(m^2•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。 展开更多
关键词 颗粒属性 输气管道 气固两相流 渐缩管 冲蚀磨损 仿真预测
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基于Fluent的泥浆脉冲发生器冲蚀磨损规律研究 认领
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作者 王哲 《机械工程师》 2020年第2期26-28,31共4页
作为现代钻井系统的核心部件之一,连续脉冲发生器主要是利用过流面积的交错变化,使钻杆内流动的泥浆压力产生变化。其主要组成构件由定子和转子两部分组成,钻井液通过泥浆脉冲发生器时,会导致工具过流面积的交错变化,从而形成连续的压... 作为现代钻井系统的核心部件之一,连续脉冲发生器主要是利用过流面积的交错变化,使钻杆内流动的泥浆压力产生变化。其主要组成构件由定子和转子两部分组成,钻井液通过泥浆脉冲发生器时,会导致工具过流面积的交错变化,从而形成连续的压力脉冲。当钻井液通过泥浆脉冲发生器时,由于钻井液的流速较快,会产生明显的湍流现象。基于固液两流和冲蚀磨损理论,且钻井液主要是由水和细砂组成的多相流混合物,利用Fluent软件研究了泥浆脉冲发生器的冲蚀磨损率,分析了定转子间隙与工具倾斜角对泥浆脉冲发生器的冲蚀磨损规律。研究表明:随着定转子之间结构间隙的增大,砂粒对工具的冲蚀磨损率会递减,最终趋于稳定;定子的倾斜角约为15°时,冲蚀磨损对工具的影响较小。 展开更多
关键词 泥浆脉冲发生器 冲蚀磨损 定转子间隙 工具倾斜角 FLUENT
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高压鱼尾管汇冲蚀规律研究 认领
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作者 胡开松 周思柱 +2 位作者 华剑 李相宇 李方淼 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第10期1177-1181,共5页
针对高压鱼尾管汇在长期压裂作业中受各种因素影响而导致管汇内壁出现穿孔、刺漏、破损等现象,基于液固两相流和冲蚀磨损理论,建立了夹角分别为90°、120°、150°鱼尾管的三维模型,通过ICEM软件划分网格,并应用计算流体力... 针对高压鱼尾管汇在长期压裂作业中受各种因素影响而导致管汇内壁出现穿孔、刺漏、破损等现象,基于液固两相流和冲蚀磨损理论,建立了夹角分别为90°、120°、150°鱼尾管的三维模型,通过ICEM软件划分网格,并应用计算流体力学方法及ANSYS-Fluent软件对鱼尾管汇进行数值模拟,研究颗粒直径、颗粒形状、质量流量、流体速度4种因素对管汇冲蚀的影响,分析高压鱼尾管汇内壁的冲蚀磨损规律。结果表明:夹角为90°、120°、150°的鱼尾管汇冲蚀磨损最为严重区域在两支管与主管的交汇处,即相贯线位置,出口壁面的冲蚀磨损稍微薄弱;鱼尾管汇的冲蚀磨损随着质量流量、流体速度的增大而逐渐增强,随着颗粒形状系数、颗粒直径的增大逐渐减弱,并趋于稳定;在4种因素的共同影响下,150°鱼尾管汇的冲蚀磨损幅度波动最明显,90°鱼尾管汇的冲蚀磨损相对较小。研究结果能够有效评估分析高压鱼尾管汇在压裂作业中的失效问题。 展开更多
关键词 高压鱼尾管汇 液固两相流 冲蚀磨损 数值模拟
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基于交互正交试验的304不锈钢冲蚀磨损性能的影响因素研究 认领
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作者 李平 赵焰杰 王李波 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期149-153,共5页
设计了带交互作用的L 8(27)多因素/因子正交试验方案,利用自制旋转式冲蚀磨损试验机系统研究了冲击速度(V)、料浆温度(T)和硫酸浓度(C)三个因素及其交互作用因子(V×T,V×C,T×C,V×T×C)对304不锈钢冲蚀磨损性能... 设计了带交互作用的L 8(27)多因素/因子正交试验方案,利用自制旋转式冲蚀磨损试验机系统研究了冲击速度(V)、料浆温度(T)和硫酸浓度(C)三个因素及其交互作用因子(V×T,V×C,T×C,V×T×C)对304不锈钢冲蚀磨损性能的影响,采用极差和方差分析考察了各因素/因子对冲蚀磨损性能的影响程度,并利用SEM观察了冲蚀磨损后试样的表面形貌,分析了冲蚀磨损机理。结果表明:对304不锈钢冲蚀磨损性能的影响程度依次为T>C>T×C>V>V×T×C>V×T>V×C,其中T、C、交互作用T×C、V四项的影响高度显著,三因素之间的交互作用V×T×C也表现出一般显著,其余因素/因子不显著。在多因素影响的正交试验研究时,不应忽略因素间的交互作用。 展开更多
关键词 正交试验 冲蚀磨损 影响因素 交互作用 显著性 304不锈钢
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