煤直接液化减压进料阀组数值模拟与优化

偶国富1叶浩杰1易玉微1王超1舒歌平2金浩哲1陈小平1

1.浙江理工大学; 2.中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司;

摘要：

以煤液化减压塔进料前的角阀、球阀及相联管道(简称"减压进料阀组")的冲蚀磨损失效为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型、蒸发-凝结模型、随机轨道模型,结合高温冲蚀磨损实验修正建立的冲蚀磨损模型,数值计算分析了角阀典型开度下流速、相分率和壁面磨损率等参数的分布规律,并结合实际损伤形貌验证了冲蚀磨损数值方法的正确性.研究结果表明:角阀流道为缩放结构,阀芯头部流速增加,压力降低,发生汽-液转换形成局部空化;空化引起阀组流道内有效传输面积减小,流体介质速度提高,对固相颗粒的拖曳加速效应显著,高速的颗粒碰撞壁面是造成球阀端面及出口管道冲蚀磨损的主要原因.基于等磨损速率对比分析角阀不同入口角度与球阀位置的对应关系,提出优化方法.

关键词：减压进料阀组、冲蚀磨损、数理模型、数值模拟、优化方法

所属期刊栏目：40

分类号：TK730.2(水能、水力机械)

资助基金：国家自然科学基金委员会-神华集团有限公司煤炭联合基金资助项目U1361107;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20133318120004;浙江省教育厅科研资助项目Y201329372

在线出版日期：2016-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2961-2966