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基于实验和CFD模拟的煤气化黑水处理系统管道失效分析
被引量：
7
1
作者
单斌
陈平
+1 位作者
乔小溪
赵元琪
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期247-256,共10页
目的分析煤气化黑水处理系统管道的失效行为,明确失效特征,分析失效机理及影响因素,指导弯管的失效预防,延长其服役寿命。方法采用扫描电子显微镜(SEM)对管道进行微观形貌检测,并采用能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行检...
目的分析煤气化黑水处理系统管道的失效行为,明确失效特征,分析失效机理及影响因素,指导弯管的失效预防,延长其服役寿命。方法采用扫描电子显微镜(SEM)对管道进行微观形貌检测,并采用能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行检测分析,最后通过计算流体动力学(CFD)仿真分析其流场情况。结果失效管道内壁面有着明显的流水冲蚀形貌,且布满小凹坑及疏松多孔的褐色腐蚀产物。EDS结果显示,腐蚀产物主要由Fe、S和O元素构成,XRD进一步测得腐蚀产物多为FeS、Fe3O4及FeO等。CFD仿真结果与实际失效工况吻合,二次流、粒径、速度以及斯托克斯数的变化对固体颗粒运动轨迹影响较大,并进一步影响管道冲蚀的高危区位置。结论管道失效的主要原因是黑水中的H2S腐蚀和煤粉颗粒冲蚀的耦合作用,其弯管区域外拱出口位置和下游水平管底部位置为主要高危区,同时管道高危区位置受多种因素影响,相应部位要提前做好预防准备,实际工况中适当减小流速可以实现一定减磨防护作用。
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关键词
黑水处理系统
管道失效
CFD
腐蚀
冲蚀
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职称材料
固-液两相流黑水管道冲蚀磨损的数值模拟研究
被引量：
21
2
作者
乔小溪
单斌
陈平
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期726-734,共9页
煤气化黑水处理系统管道由于其流体介质高含固体颗粒和腐蚀性介质,且工作在高温、高压差环境中,极易受到冲蚀磨损和腐蚀的耦合作用而失效,影响其服役寿命.采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟研究了煤气化黑水处理系统固-液两相流管道的...
煤气化黑水处理系统管道由于其流体介质高含固体颗粒和腐蚀性介质,且工作在高温、高压差环境中,极易受到冲蚀磨损和腐蚀的耦合作用而失效,影响其服役寿命.采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟研究了煤气化黑水处理系统固-液两相流管道的冲蚀磨损行为和机理,以及流体介质速度和固体颗粒粒径对管道冲蚀磨损的影响规律,并分析了盲通管和涡室结构对弯管冲蚀磨损行为的优化改善效果.研究结果显示,煤气化黑水处理系统管线的冲蚀高危区主要分布在弯管外拱和变径管等结构突变区域;管道冲蚀磨损行为与其内部流体的运动和颗粒冲击特性有关;管道的冲蚀率均随着流体速度的增加而加剧,而粒径对弯管和变径管冲蚀率的影响并非单调关系,这与颗粒受力作用有关;弯管优化分析显示,涡室结构可以降低弯管的最大冲蚀率,减缓弯管的冲蚀磨损.
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关键词
黑水处理系统
固-液两相流
数值模拟
冲蚀磨损
失效机理
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职称材料
题名
基于实验和CFD模拟的煤气化黑水处理系统管道失效分析
被引量：
7
1
作者
单斌
陈平
乔小溪
赵元琪
机构
北京科技大学机械工程学院
中国能源宁夏煤业集团有限公司煤制油气化厂
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期247-256,共10页
基金
国家自然科学基金(51975042)
青年教学骨干人才培养计划资助(2018JXGGRC)~~
文摘
目的分析煤气化黑水处理系统管道的失效行为,明确失效特征,分析失效机理及影响因素,指导弯管的失效预防,延长其服役寿命。方法采用扫描电子显微镜(SEM)对管道进行微观形貌检测,并采用能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物进行检测分析,最后通过计算流体动力学(CFD)仿真分析其流场情况。结果失效管道内壁面有着明显的流水冲蚀形貌,且布满小凹坑及疏松多孔的褐色腐蚀产物。EDS结果显示,腐蚀产物主要由Fe、S和O元素构成,XRD进一步测得腐蚀产物多为FeS、Fe3O4及FeO等。CFD仿真结果与实际失效工况吻合,二次流、粒径、速度以及斯托克斯数的变化对固体颗粒运动轨迹影响较大,并进一步影响管道冲蚀的高危区位置。结论管道失效的主要原因是黑水中的H2S腐蚀和煤粉颗粒冲蚀的耦合作用,其弯管区域外拱出口位置和下游水平管底部位置为主要高危区,同时管道高危区位置受多种因素影响,相应部位要提前做好预防准备,实际工况中适当减小流速可以实现一定减磨防护作用。
关键词
黑水处理系统
管道失效
CFD
腐蚀
冲蚀
Keywords
black water treatment system
pipeline failure
CFD
corrosion
erosion
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
固-液两相流黑水管道冲蚀磨损的数值模拟研究
被引量：
21
2
作者
乔小溪
单斌
陈平
机构
北京科技大学机械工程学院
出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期726-734,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC0810500)
青年教学骨干人才培养计划(2018JXGGRC)
中央高校基本科研业务费项目(FRF-TP-19-004A3)资助。
文摘
煤气化黑水处理系统管道由于其流体介质高含固体颗粒和腐蚀性介质,且工作在高温、高压差环境中,极易受到冲蚀磨损和腐蚀的耦合作用而失效,影响其服役寿命.采用计算流体力学(CFD)方法数值模拟研究了煤气化黑水处理系统固-液两相流管道的冲蚀磨损行为和机理,以及流体介质速度和固体颗粒粒径对管道冲蚀磨损的影响规律,并分析了盲通管和涡室结构对弯管冲蚀磨损行为的优化改善效果.研究结果显示,煤气化黑水处理系统管线的冲蚀高危区主要分布在弯管外拱和变径管等结构突变区域;管道冲蚀磨损行为与其内部流体的运动和颗粒冲击特性有关;管道的冲蚀率均随着流体速度的增加而加剧,而粒径对弯管和变径管冲蚀率的影响并非单调关系,这与颗粒受力作用有关;弯管优化分析显示,涡室结构可以降低弯管的最大冲蚀率,减缓弯管的冲蚀磨损.
关键词
黑水处理系统
固-液两相流
数值模拟
冲蚀磨损
失效机理
Keywords
black water treatment system
solid-liquid two-phase flow
numerical simulation
erosive wear
failure mechanism
分类号
TG172 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于实验和CFD模拟的煤气化黑水处理系统管道失效分析
单斌
陈平
乔小溪
赵元琪
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
固-液两相流黑水管道冲蚀磨损的数值模拟研究
乔小溪
单斌
陈平
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
21
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职称材料
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