顆粒沖蝕磨損模擬的案例
基于fluent的煙氣輪機(jī)流場(chǎng)分析及動(dòng)葉片沖蝕磨損的數(shù)值模擬
關(guān)鍵技術(shù)：滑移網(wǎng)格、DPM、分步計(jì)算、沖蝕模擬、建立葉輪拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其中徑截面、顯示顆粒特性、
煙氣輪機(jī)是一種典型的透平機(jī)械，通過(guò)高溫高壓氣煙氣帶動(dòng)動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)而對(duì)外做功，但煙氣中的催化劑顆粒會(huì)對(duì)動(dòng)葉片造成嚴(yán)重的沖蝕磨損。現(xiàn)對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究，對(duì)該模型分析如下：
本研究為三維、瞬態(tài)問(wèn)題，煙氣為高溫高壓氣體混合物，主要組份為N2、CO2、過(guò)熱水蒸氣、O2、SO2，視其為可壓縮理想氣體。高溫?zé)煔庠跓煓C(jī)內(nèi)的湍流流動(dòng)雷諾數(shù)較高，故采用標(biāo)準(zhǔn) k-ε湍流模型考察。動(dòng)靜葉之間通過(guò)滑移網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)相互運(yùn)動(dòng)，動(dòng)靜葉流道內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)交界面interface傳遞。煙氣中的催化劑顆粒主要受慣性力、氣相曳力、saffman升力的作用，其他力可忽略不計(jì)。由于催化劑顆粒極小很容易受到氣體湍流擴(kuò)散的影響，故采用隨機(jī)漫步模型。
靜葉入口設(shè)置氣相壓力為0.31MPa、靜壓0.3Mpa,總溫665℃；動(dòng)葉出口設(shè)置壓力0.108Mpa；動(dòng)葉轉(zhuǎn)速為5817r/min。假定顆粒隨氣流從靜葉入口均勻入射，流量為7.5×10-5Kg/s,氣相進(jìn)出口設(shè)置為逃逸邊界條件，動(dòng)葉壁面為反射邊界條件。
一、準(zhǔn)備軟件工具：gambit2.2.30、fluent6.3.26。
展開(kāi) 管道內(nèi)固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動(dòng)流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會(huì)撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過(guò)程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理?yè)p耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會(huì)以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會(huì)損壞管道內(nèi)的耐腐蝕層，還可能去除內(nèi)表面的化學(xué)緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協(xié)同效應(yīng)通常由術(shù)語(yǔ)沖蝕 表示，它們可能導(dǎo) 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價(jià)極高。 管道沖蝕仿真對(duì)于設(shè)計(jì)、優(yōu)化和診斷來(lái)說(shuō)是強(qiáng)大且具成本效益的工具。本例計(jì)算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結(jié)果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進(jìn)行交流。
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