包鋼礦漿管道三通和變徑管部位數(shù)值模擬及磨損預(yù)測研究.pdf

1、包鋼白云鄂博礦漿管道是目前國內(nèi)壓力最高、管徑最大、輸送能力最強的長距離鐵精礦漿輸送管道，它的投產(chǎn)運行給包鋼集團帶來了巨大的經(jīng)濟效益。然而，由于礦漿與管壁產(chǎn)生的磨耗行為以及管道時常出現(xiàn)惡劣運行工況等原因，導致管道局部組件內(nèi)壁嚴重磨損，引發(fā)惡性事故，給生產(chǎn)運行造成危害，對職工的人身安全構(gòu)成威脅。
　　本文針對此種情況，利用 FLUENT軟件對鐵精礦漿管道三通管和變徑管兩種易磨損管件進行了液固兩相流模擬仿真，使用UDF將磨損模型寫入FL

2、UENT軟件，得到管壁磨損云圖，結(jié)合管內(nèi)流場云圖找出磨損較為嚴重的區(qū)域及磨損規(guī)律；通過對兩種管件的磨損量監(jiān)測，驗證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。同時，通過改變礦漿濃度和粒徑大小，對三通和變徑管的磨損情況及變化規(guī)律進行分析。研究表明：
　　1）礦漿管道三通管磨損較為嚴重的區(qū)域主要分布在兩個出口管道靠近管道底部距中心軸0.2m的位置，且磨損率達到峰值，并以左右兩個峰值為中心向外擴散，形成兩片磨損較大的區(qū)域，區(qū)域半徑約為0.2m。實際布控測量這

3、兩個位置，發(fā)現(xiàn)0.2m處的壁厚在整個三通管中最薄，說明數(shù)值模擬結(jié)果和實際磨損情況基本吻合，證明了模型假設(shè)的合理性，驗證了數(shù)值模擬磨損預(yù)測的可行性。
　　2）礦漿管道變徑管與三通管相比，整體磨損程度較小，在變徑段與小管徑直管連接處磨損最嚴重，實際監(jiān)測得到，在變徑管中此處的內(nèi)壁最薄，與數(shù)值模擬情況基本一致；隨著礦漿進入小管徑直管，由于湍流動能和壁面切應(yīng)力突然增大，導致礦漿對管壁的磨損增大，從連接處到之后0.1m處的管壁磨損仍然嚴重。因