煤直接液化减压进料阀组数值模拟与优化

作     者：偶国富 易玉微 金浩哲 舒歌平 王超 陈小平 叶浩杰 OU Guo-fu;YI Yu-wei;JIN Hao-zhe;SHU Ge-ping;WANG Chao;CHEN Xiao-ping;YE Hao-jie

作者机构：浙江理工大学流动腐蚀研究所浙江杭州310018 神华集团有限责任公司中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯017000 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2015年第40卷第12期

页      面：2961-2966页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0820[工学-石油与天然气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金委员会-神华集团有限公司煤炭联合基金资助项目(U1361107) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20133318120004) 浙江省教育厅科研资助项目(Y201329372) 

主　　题：减压进料阀组 冲蚀磨损 数理模型 数值模拟 优化方法 

摘      要：以煤液化减压塔进料前的角阀、球阀及相联管道(简称减压进料阀组)的冲蚀磨损失效为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型、蒸发-凝结模型、随机轨道模型,结合高温冲蚀磨损实验修正建立的冲蚀磨损模型,数值计算分析了角阀典型开度下流速、相分率和壁面磨损率等参数的分布规律,并结合实际损伤形貌验证了冲蚀磨损数值方法的正确性。研究结果表明:角阀流道为缩放结构,阀芯头部流速增加,压力降低,发生汽-液转换形成局部空化;空化引起阀组流道内有效传输面积减小,流体介质速度提高,对固相颗粒的拖曳加速效应显著,高速的颗粒碰撞壁面是造成球阀端面及出口管道冲蚀磨损的主要原因。基于等磨损速率对比分析角阀不同入口角度与球阀位置的对应关系,提出优化方法。