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具有花瓣形结构的弯管抗冲蚀特性研究

机械科学与技术 2024年第6期43卷 975-983页

作者：郭姿含张军黄金满集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 集美大学福建省能源清洁利用与开发重点实验室福建厦门361021 厦门安麦信自动化科技有限公司福建厦门361021

冲蚀破坏是气固两相流弯管中的常见问题,其直接关系到管路系统的正常运行及管道寿命。针对此问题,提出一种内壁具有花瓣形的弯管结构,以提高弯管的抗冲蚀特性。采用CFD-DPM方法对该弯管结构气固流动特性进行了分析。分析结果表明:不同... 详细信息

冲蚀破坏是气固两相流弯管中的常见问题,其直接关系到管路系统的正常运行及管道寿命。针对此问题,提出一种内壁具有花瓣形的弯管结构,以提高弯管的抗冲蚀特性。采用CFD-DPM方法对该弯管结构气固流动特性进行了分析。分析结果表明:不同位置花瓣形结构具有与普通弯管相同的“V”形冲蚀分布;当位于颗粒壁面第一次碰撞之前,可以改变颗粒轨迹并在背部形成循环区,一定程度上抑制冲蚀;花瓣形结构最佳抗冲蚀位置为θ=20°且该位置不随流速和颗粒质量流量的变化而变化,相比于不具有花瓣结构的普通弯管,抗冲蚀性能提高17.27%。这种结构可提高弯管的抗冲蚀性能,延长管道寿命。

关键词：冲蚀 DPM 气固两相流结构优化花瓣形弯管

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振动对弯管减阻效果分析

化学工程 2024年第6期52卷 75-81页

作者：郭姿含樊建春张军杨云朋中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 中国石油安全环保技术研究院北京102206

节能减阻是近年来亟待解决的问题,长距离管道输送系统中的应用尤为重要。与现有输送介质不同,将振动减阻技术用于气力输送气固两相流系统中。采用欧拉-欧拉双流体模型,用户自定义函数控制的单参考系模型,数值模拟不同振动参数对减阻率... 详细信息

节能减阻是近年来亟待解决的问题,长距离管道输送系统中的应用尤为重要。与现有输送介质不同,将振动减阻技术用于气力输送气固两相流系统中。采用欧拉-欧拉双流体模型,用户自定义函数控制的单参考系模型,数值模拟不同振动参数对减阻率的影响,并考虑不同流速、固相体积分数的变化。模拟结果表明:剪切应力随振幅和频率的增加而减小,减阻率随振幅和频率的增加而增加,振动方向沿x轴时,减阻效果最佳,沿y轴次之,z轴最差;压差随流速的增加呈幂指函数增加,且振动不改变压差随流速的变化趋势,相同振动参数下流速越大减阻率越低;压差随固相体积分数的增加线性增加,且振动不改变压差随固相体积分数的变化趋势,相同振动参数下固相体积分数越大减阻率越低。其结论可为气固两相减阻技术提供参考。

关键词：气固两相流振动减阻弯管气力输送数值模拟

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小麦颗粒弯管流动特性数值模拟研究

包装工程 2024年第5期45卷 197-204页

作者：王博士李永祥张永宇姜棚仁徐雪萌河南工业大学机电工程学院郑州450001

目的为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行... 详细信息

目的为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行数值模拟,分析小麦颗粒在流经弯管过程中及弯管后直管中的小麦颗粒密度分布、气固两相速度、小麦颗粒与壁面剪切力和颗粒相湍动能。结果经过仿真分析和实验验证,小麦颗粒在流经弯管过程中,其颗粒相体积分数、气固两相速度、颗粒和壁面剪切力以及颗粒相湍动能4个方面随着流入弯管的角度变化而改变;由于颗粒-颗粒、颗粒-管壁之间的碰撞摩擦,小麦颗粒在流出弯管后随着输送距离的增大其各项参数逐渐减缓。结论采用FLUENT软件进行仿真得到了弯管内小麦颗粒的流动特性,并通过实验验证了仿真的可靠性。此次研究结合气固两相理论,为弯管气力输送设计的研发和优化提供了理论基础。

关键词：小麦颗粒气力输送弯管 FLUENT 流动特性

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弯管内流体受到合外力公式的推导及应用

物理通报 2024年第4期 68-70页

作者：郑金凌源市职教中心辽宁朝阳122500

利用质点组的动量定理推导了一段弯管内流体受到合外力矢量的公式,利用该公式以及弯管内整个流体动量变化量的推导方法,分别解答了两道有关弯管内的流体力学问题.

关键词：弯管流体合外力矢量公式

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碳钢弯管段流动加速腐蚀问题分析与研究

有色设备 2024年第1期38卷 8-14页

作者：程俊杰王宏铭潘代龙司晓东董云山宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏银川751400 江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212100

弯管是化工及电力管道中容易失效的构件之一。本文通过电化学测量研究了碳钢弯管段不同入口流速(1 m/s、2 m/s和3 m/s)下腐蚀电流密度的分布情况,并基于稳态传质电化学腐蚀结合电偶腐蚀理论建立了碳钢弯管段肘部流动加速腐蚀预测模型。... 详细信息

弯管是化工及电力管道中容易失效的构件之一。本文通过电化学测量研究了碳钢弯管段不同入口流速(1 m/s、2 m/s和3 m/s)下腐蚀电流密度的分布情况,并基于稳态传质电化学腐蚀结合电偶腐蚀理论建立了碳钢弯管段肘部流动加速腐蚀预测模型。试验结果表明,碳钢弯管段的腐蚀电流密度最大值出现在弯管段的最外侧,这说明弯管外侧的弯曲部位更容易发生穿孔。此外,弯管段的电偶腐蚀密度分布与试验结果和电厂实际统计情况相一致,验证了该模型的准确性。研究结果可为电力、化工等工业输运管道的设计优化和运行监测提供有效依据。

关键词：流动速腐蚀弯管电偶腐蚀预测模型碳钢腐蚀电流密度

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充填料浆颗粒轨迹特征及管壁磨损机理

兰州大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 395-402,408页

作者：艾纯明宋红岩张馨王凤山郭金龙杨旭东辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125000 北京城建轨道交通建设工程有限公司北京101125 赤峰市利拓矿业有限公司内蒙古赤峰025250

为揭示充填管道90°弯头的冲蚀磨损机理,基于流变学、流体力学和材料力学,通过室内流变实验与数值模拟相结合,探究充填料浆的流变参数和管道的磨损特征,对不同运动状态下颗粒对管道的冲蚀磨损机理进行分析.结果表明,充填料浆的塑性黏度... 详细信息

为揭示充填管道90°弯头的冲蚀磨损机理,基于流变学、流体力学和材料力学,通过室内流变实验与数值模拟相结合,探究充填料浆的流变参数和管道的磨损特征,对不同运动状态下颗粒对管道的冲蚀磨损机理进行分析.结果表明,充填料浆的塑性黏度系数为0.231,剪切速率与剪切应力呈线性关系,符合Bingham模型.由料浆颗粒的受力分析结果可知,颗粒在弯管内处于推移和悬移两种运动状态,弯管发生冲蚀磨损与料浆颗粒的流动形式及运动状态有关,推移运动对管道造成的磨损最严重.数值模拟结果表明,管道转弯角度60°~85°的区域为冲蚀磨损较严重的区域,管道下侧壁面的磨损率远大于上侧壁面;弯管冲蚀的磨损速率随料浆流速的增大而增大,当流速为7 m/s时,磨损速率最大;随着管径增大,弯管处的压力差减小,磨损速率降低;磨损速率与管道的曲率半径呈负相关关系,曲率半径越大,料浆的速度场分布越均匀.

关键词：颗粒轨迹弯管冲蚀磨损数值模拟

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某X52弯管泄漏失效分析

焊管 2024年第6期47卷 54-61页

作者：胡志强刘润杰中石化西南油气分公司彭州气田(海相)开发项目部成都610000 中石化西南油气分公司油气销售中心四川德阳618000

为了分析某X52钢级Φ325 mm×7 mm输气管道弯管段开裂泄漏原因,通过宏观观察、磁粉检测、理化性能检测、扫描电镜和能谱分析等对失效管段进行了取样分析。结果表明,该失效弯管的化学成分、拉伸性能、冲击韧性、硬度测试均不满足相关标... 详细信息

为了分析某X52钢级Φ325 mm×7 mm输气管道弯管段开裂泄漏原因,通过宏观观察、磁粉检测、理化性能检测、扫描电镜和能谱分析等对失效管段进行了取样分析。结果表明,该失效弯管的化学成分、拉伸性能、冲击韧性、硬度测试均不满足相关标准要求;失效弯管外弧侧裂纹源处发生氧腐蚀,在外弧侧形成点蚀坑,在材料本身的残余应力、张应力和管内内压的作用下起裂并发生扩展,当扩展到一定程度时剩余壁厚的强度无法承载导致裂纹快速扩展开裂,裂纹扩展呈脆性特征,属于应力腐蚀开裂。

关键词：弯管腐蚀失效分析应力腐蚀开裂

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含点蚀缺陷高钢级弯管的极限承载能力研究

常州大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 75-84页

作者：张延兵张涛孙佶沛赵永涛张颖江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏南京210000 常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206

在油气管道运输过程中,由于荷载和腐蚀介质等因素,弯管相比直管更容易发生腐蚀。以点蚀缺陷为研究对象,建立含有点蚀缺陷弯管的三维非线性有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置、缺陷的几何形状和管材性能等因素对弯管极限内压的影响... 详细信息

在油气管道运输过程中,由于荷载和腐蚀介质等因素,弯管相比直管更容易发生腐蚀。以点蚀缺陷为研究对象,建立含有点蚀缺陷弯管的三维非线性有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置、缺陷的几何形状和管材性能等因素对弯管极限内压的影响。研究结果表明,含点蚀缺陷弯管的极限内压受缺陷相对位置的影响,当缺陷位于弯管的内拱时,弯管的极限内压最小;含点蚀缺陷弯管的极限内压同样受缺陷尺寸的影响,极限内压随点蚀缺陷深度增加而减小,随点蚀缺陷半径增大而减小;管道尺寸、管道弯曲半径和管材性能等敏感因素也会对管道极限内压产生影响。研究结论对于含缺陷弯管的安全评定有一定的参考价值。

关键词：点蚀弯管极限内压有限元分析等效应力

轻型越野车钢管车架相贯线切割及弯管工艺研究

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机械制造 2024年第2期62卷 78-80页

作者：王浩邓立国张光刘成功岳春光李川张涛泰安航天特种车有限公司山东泰安271025

针对轻型越野车钢管车架的生产制造,提出一种先切割相贯线,后弯管成型的工艺。进行了相关计算,确定了钢管弯曲方向与相贯线角度关系基准,以及钢管弯曲回弹角,给出了具体工艺流程。通过试验验证,相贯线切割及弯管工艺具有可行性和实用性... 详细信息

针对轻型越野车钢管车架的生产制造,提出一种先切割相贯线,后弯管成型的工艺。进行了相关计算,确定了钢管弯曲方向与相贯线角度关系基准,以及钢管弯曲回弹角,给出了具体工艺流程。通过试验验证,相贯线切割及弯管工艺具有可行性和实用性,可以提升生产效率。

关键词：越野车钢管车架相贯线切割弯管工艺