国家自然科学基金(20876146)
- 作品数：9 被引量：17H指数：3
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- 相关领域：机械工程动力工程及工程热物理化学工程金属学及工艺更多>>
- 超音速吹灰压力与偏转角对锅炉管束磨损的影响
- 2014年
- 采用CFD数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究吹灰器喷口轴线与管排壁面相切时吹灰压力及喷管偏转角度的影响。采用文献试验结果对CFD模型进行验证。结果表明:当压力从0.6 MPa增至1.6 MPa时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有不同程度增大,管壁最大磨损率增大1.88倍。而当吹灰角度从0°增至60°时,射流出口速度、飞灰颗粒与管壁面的平均碰撞速度和频率均有所减小,锅炉管壁面的最大磨损率减小近57倍,磨损范围变大。
- 李相鹏张超蓝立伟
- 关键词：气固两相流超音速射流吹灰
- 超音速吹灰及其引起的锅炉管束磨损模拟分析被引量：1
- 2013年
- 采用数值模拟方法和经典磨损模型对超音速吹灰过程气固两相流分布及其引起的锅炉管束磨损进行模拟分析,研究喷口与管排相对位置的影响。并采用文献试验结果对数值模型进行验证。模拟结果表明:在研究吹灰压力条件下,喷口气流马赫数达到1.6,接近管排处,最大射流速度达到283.91 m/s以上。颗粒的平均碰撞速度和平均碰撞角度随喷口轴线与管排距离的减小而增大。颗粒碰撞频率在射流与管排相切(c位置)吹扫时最大。相切吹扫时造成管排的磨损速率也最大,最大值比其余4个位置吹扫时大2.74倍以上,当喷口轴线与管排不相交(d和e位置)吹扫时,磨损速率明显减小。
- 李相鹏汪蓉梅蓝立伟
- 关键词：吹灰磨损气固两相流超音速射流
- 非球形催化剂颗粒撞击构件的数值计算分析
- 2016年
- 研究催化裂化过程中壁面遭受磨损的问题。采用有限元方法建立单颗和多颗催化剂颗粒撞击构件壁面的有限元模型,运用ABAQUS有限元分析软件作为前处理器,并将颗粒形态设定为非球形(椭球形)。在有限元模型中选取相应的材料本构模型,模拟不同参数(入射速度、撞击角度和撞击次数)的催化剂颗粒撞击构件壁面的过程,建立构件壁面的质量损失与催化剂颗粒参数间的关系,并对模拟结果进行分析。撞击过程中的不同参数对构件壁面的磨损量会产生较大的影响,构件壁面的磨损量随着入射速度、撞击角度和撞击次数的增大而增大,且催化剂颗粒以45°的形态撞击所造成的构件壁面磨损量最小。构件壁面在使用过程中很容易被冲击而造成磨损,且颗粒在不同情况下造成的磨损状况不同。
- 吕兆聪章城周迪锋
- 关键词：催化剂颗粒有限元法磨损
- 催化剂颗粒在弯道与渐扩管组合管系内的运动分布特征被引量：3
- 2012年
- 采用数值模拟方法对弯道与渐扩管相连的管道内气固两相流运动分布特性进行研究。主要分析弯道和渐扩段气相流场分布特征及气相回流卷吸作用下颗粒运动分布特性,研究沿出口水平管段二次流结构发展变化及其对颗粒分布及沉降的影响。针对不同入口速度下,水平管内气流速度、截面平均二次流速度和颗粒质量浓度分布规律进行研究分析。研究结果表明:沿弯道后的水平管道,二次流速度很快下降;二次流对颗粒的卷吸搬运作用,降低颗粒在管道截面的局部聚集浓度;当入口气流速度为4 m/s或更小时,水平管内上升二次流速度较小,颗粒沉降现象明显;当速度增大到6 m/s,水平管截面颗粒质量浓度分布较均匀。
- 李相鹏洪滔高增梁
- 关键词：催化剂颗粒气固两相流弯道数值模拟
- 基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟被引量：2
- 2012年
- 为解决催化裂化装置中的许多构件因为催化剂颗粒长期不断冲击而导致失效等的问题,将有限元法应用到其模拟仿真中,分析了单颗催化剂颗粒参数(角度、速度、材料)对不同壁面材料的撞击而造成壁面磨损的影响,建立了催化剂颗粒撞击壁面的数值分析模型,研究了催化剂颗粒以不同的速度、撞击角度,以及不同的催化剂颗粒的材料撞击不同材料的壁面对壁面造成的影响,并分析了催化剂颗粒变形对壁面磨损的影响,根据计算的结果,对催化剂颗粒参数进行了优化控制,提出了减少催化剂颗粒变形和构件磨损的技术措施。研究结果表明,该方法能够使催化裂化装置长期安全稳定地运行。
- 袁健沈文君
- 关键词：有限元法数值模拟
- 耦合DEM-CFD法双入口磨粒流动力学模拟及加工试验被引量：5
- 2013年
- 针对单入口磨粒流加工装置光整不均匀问题,提出了双入口磨粒流加工装置,为了解决传统CFD软件不能跟踪颗粒撞击壁面问题,结合DEM和CFD方法,通过耦合PFC和CCFD软件,利用DMP颗粒运动模型和标准k-ε湍流模型来模拟磨粒在流场中的运动。仿真中,通过PFC记录磨粒撞击壁面的速度和次数,通过CCFD记录流场运动状态,并应用Abaqus中Johnson-Cook模型分析了撞击速度和撞击次数对靶材质量损失的影响。数值模拟结果表明,双入口装置内两股流体撞击使得磨粒运动更为无序,磨粒撞击壁面次数大大增加,同时撞击壁面速度大于40 m/s的次数达到1 382次,远大于单入口的563次,使得加工面的材料去除速度更快。加工试验结果表明,加工30 h后,双入口装置加工的工件表面粗糙度R a=0.35μm,单入口装置工件表面粗糙度Ra=0.65μm,加工效率明显提高。
- 周迪锋刘冬玉
- 关键词：计算流体动力学离散元法数值模拟
- 600MW机组锅炉管排偏斜引起的磨损模拟分析被引量：4
- 2012年
- 以商用软件Fluent为平台,运用用户自定义函数(UDF)模拟分析600 MW机组锅炉低温再热器管排发生偏斜对气固两相流场分布、飞灰运动轨迹、碰撞速度等的影响,进一步研究飞灰碰撞造成的管束磨损分布。研究结果表明:当管排偏斜角从1.6°增加到6.5°,管排通道内最大气流速度由16 m/s增至20 m/s,最大飞灰质量浓度由5.8 g/m3增至6.8 g/m3。同时颗粒平均碰撞速度增大,较多颗粒平均碰撞角集中于最大磨损发生角附近,造成偏斜管束年磨损量有较大增加。
- 李相鹏蓝立伟高增梁
- 关键词：磨损气固两相流
- 颗粒流撞击壁面的离散元模拟被引量：1
- 2012年
- 为了解决催化裂化装置中催化剂颗粒的磨损、撞碎等问题,首要解决催化剂颗粒的运动特性问题,为此将离散元数值模拟的技术应用到催化剂颗粒撞击壁面的模型中,简化了催化剂颗粒撞击壁面的模型为颗粒流撞击壁面模型,开展了颗粒流撞击壁面的离散元分析;建立了颗粒流中随机标记颗粒的速度与时间、位移与时间的关系,及整个颗粒流的动能与时间的关系;追踪了标记颗粒的运动轨迹,解释了颗粒流撞击壁面产生不规则分布的原因;提出了分段区间随机取样求得壁面平均应力的方法,在不同入射速度下对壁面产生的平均应力大小进行了对比分析。研究结果表明,入射颗粒流的速度对壁面应力的影响呈不稳定性,不同的入射速度影响壁面的平均应力大小,且在一定范围内入射速度越大,壁面的应力越大。
- 沈文君袁健
- 关键词：催化裂化装置
- 催化剂颗粒撞击壁面的有限元分析被引量：1
- 2014年
- 针对催化裂化过程中催化剂颗粒大量跑损的问题,采用有限元的方法建立了单颗催化剂颗粒撞击壁面的有限元模型,并运用Abaqus作为前处理器。催化剂颗粒是一种典型的脆性材料,在有限元模型中选取了相应的材料本构模型,模拟了不同参数(撞击形态、入射速度、入射角度)的催化剂颗粒撞击壁面的过程,建立了催化剂颗粒的质量损失与催化剂颗粒参数间的关系,并对模拟结果进行了分析。最后,根据数值模拟的结果,优化了催化剂颗粒的参数,提出了减少催化剂跑损的措施。研究结果表明,撞击过程中的不同催化剂颗粒参数对催化剂的磨损量会产生较大的影响,催化剂颗粒的磨损量随着入射速度和入射角度的增大而增大,当催化剂颗粒以45°的形态撞击壁面时,磨损量最小。
- 刘冬玉周迪峰
- 关键词：催化剂颗粒有限元法磨损ABAQUS
