截止閥沖刷腐蝕的數(shù)值模擬.pdf

1、截止閥作為最重要的截斷類閥門之一，廣泛應用在海洋領域及石油化工行業(yè)中。當所處的工作環(huán)境環(huán)節(jié)比較惡劣時，有兩方面的原因會造成閥門損壞：高速流體所帶來的顆粒沖刷及空泡破裂產生的氣蝕。在工程應用中，現(xiàn)有的沖蝕理論只能計算直管或彎管等簡單管道的沖蝕速率，不適用于較復雜的模型。本文主要通過數(shù)值模擬手段，預測閥門各部分在狹義沖刷腐蝕條件下的沖蝕速率及分布情況。本文主要研究內容如下：
　　(1)分析了現(xiàn)有的多種沖蝕理論，總結出影響沖蝕速率的三個

2、因素一環(huán)境因素、粒子性能、靶材性能?；谟嬎懔黧w力學的Fluent離散相模型能很好的模擬稀疏粒子在流場中的運動路徑。在此基礎上，通過選用合理的沖蝕模型和設置正確的參數(shù)，能較好的模擬沖蝕在截止閥上的分布情況。
　　(2)由于Fluent的計算結果容易受網格質量影響，為了保證計算結果的準確性，本文以一段管路為例，通過設置不同的參數(shù)來建立網格，以尋找最優(yōu)參數(shù)。將管路的沖蝕數(shù)值模擬結果與文獻中的實驗結果作對比分析后發(fā)現(xiàn)，所劃分的網格及選用

3、的沖蝕模型能準確的模擬沙粒在實際管道中的沖蝕特性。
　　(3)建立閥門內流道的三維模型，劃分恰當?shù)木W格并選用在經過驗證的湍流模型及沖蝕模型，對閥門的沖蝕特性進行數(shù)值模擬并對結果進行分析。分析發(fā)現(xiàn)，二次流漩渦是導致截止閥沖蝕速率較大并且沖蝕分布不均勻的主要原因。本文還對閥芯部分做了具體的沖蝕特性分析，歸納了影響閥芯沖蝕分布的主要因素。
　　(4)通過改變不同的參數(shù)，分析截止閥在不同工況下沖蝕特性的變化規(guī)律。
　　本文對于