气固两相流理论的陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损

陶瓷喷砂嘴比４０ｃｒ材质喷砂嘴使用寿命提高３０～４０倍，并减轻工人劳动强度、提高生产效率、降低产品成本。

采用热压烧结工艺制备了b4c/sicw陶瓷喷砂嘴,研究了sic晶须的含量对:b4c/sicw陶瓷材料性能的影响。以sic和al2o3磨料对b4c/sicw陶瓷喷砂嘴进行冲蚀磨损试验,研究不同磨料对b4c/sicw陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损的影响,分析了其冲蚀磨损机理。结果表明:b4c/sicw陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损机理主要表现为脆性断裂和磨料粒子对喷嘴的切入所造成的微观切削作用。磨料的硬度和粒度对陶瓷喷嘴的磨损有重要的影响,磨料的硬度和粒度越大,陶瓷喷嘴的磨损速度加快。

sic陶瓷材料因其具有良好的耐磨、耐冲刷、耐腐蚀等优异的特性,被广泛应用机械、化工等行业。本文采用双向加压的压制成型方法,通过无压烧结,成功的研制了在高耐磨、耐冲刷环境下所使用的喷砂机用喷砂嘴。

采用热压烧结工艺制备了b4c/(w,ti)c陶瓷喷砂嘴;采用sic、白刚玉和棕刚玉磨粒对所制备的喷砂嘴进行冲蚀试验,在应力分析基础上探讨了陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损机理.结果表明:b4c/(w,ti)c陶瓷喷砂嘴的冲蚀率随着磨粒硬度和粒度的提高而增大;喷砂嘴入口磨损最严重,出口次之,而中间区域磨损相对较轻;相应的应力分析结果同试验结果相吻合;以棕刚玉作为冲蚀磨料时,b4c/(w,ti)c陶瓷喷砂嘴主要呈现应力疲劳断裂冲蚀特征,而以白刚玉和sic作为冲蚀磨料时,喷砂嘴入口处主要呈现脆性断裂冲蚀特征,中间区域则主要呈现应力疲劳断裂冲蚀特征.

根据喷砂工作原理和喷枪结构特征建立了引射段的自由射流模型,并以一种具体喷枪结构参数为计算对象,利用有限元软件cfx进行流场模拟分析,在此基础上研究了陶瓷喷砂嘴内的流场各种特性及其对冲蚀参数的影响,为进一步的研究陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损机理提供了重要的理论依据。

新型陶瓷喷砂嘴研制成果简介马南钢，郎静（武汉交通科技大学船机系）“新型陶瓷喷砂嘴的研制”是武汉交通科技大学应中国石油化工总公司岳阳石油化工总厂新材厂的要求而研制的。其中“活化烧结高硬度结构陶瓷研究”被列为１９９５年湖北省高校科研指导性计划项目。新型陶...

分析了喷砂嘴材料和结构的发展情况,采用热压烧结工艺制备出了b4c/(w,ti)c新型陶瓷喷砂嘴,结果表明随(w,ti)c含量的增加,陶瓷喷嘴材料的致密度显著增加,晶粒显著细化,保温时间大大缩短,抗弯强度和断裂韧性大大提高;以sic为冲蚀磨料进行的喷砂冲蚀试验证明了新型陶瓷喷砂嘴的抗冲蚀磨损能力远高于金属、硬质合金和其它陶瓷喷嘴。

根据喷砂工作情况和一种具体陶瓷喷砂嘴结构,建立了单粒子冲蚀模型,利用有限元软件模拟陶瓷喷砂嘴冲蚀过程,研究了喷砂嘴材料在冲蚀过程中的破坏状态以及不同时刻的应力、能量分布情况,为进一步研究陶瓷喷砂嘴冲蚀磨损的动态过程及冲蚀磨损机理提供了有力依据。

以气/固两相流互相关测量系统为研究对象,采用计算机仿真的方法,对由电容传感器构成的基于离散相浓度的电容互相关流速测量机理进行研究。利用anasys软件分析电容传感器与离散相浓度的关系;采用monte-carlo方法,建立气/固两相流动模型;研究"凝固流动图型"、"非凝固流动图型",离散相浓度、粒度及速度分布对互相关测量系统的影响。

喷砂用的喷砂嘴,目前大多数工厂都采用钢制的,少数工厂采用陶瓷制的。但这两种喷砂嘴使用寿命一般都较短,很不理想。我厂原是采用t10a钢制喷砂嘴,经下料、车、热处理、氧化后就可安装使用。热处理后的硬度在hrc60～64之间,每件造价2.4元,使用寿命3～4小时,由于在高速砂流的作用下,内孔逐渐磨损变大或成喇叭口而不能

氧煤燃烧器内湍流气固两相流动数值模拟——借助fluentcfd软件平台，以套筒式燃烧器为研究对象，根据其结构参数，利用数值计算程序对高炉燃烧器内的湍流气同两相流动、传热和燃烧进行了数值模拟。计算结果描绘出了氧煤燃烧器内的两相流场、温度场、挥发分浓度场...

利用高速摄影技术对轴流风扇内部粒子的运动特性进行了测量。实验测量了３圆周面内跨叶片间粒子的运动规律。所用粒子为１ｍｍ直径的泡沫球。对拍摄图像处理之后发现：（１）在叶轮通道内压力面一侧粒子浓度比较大，吸力面一侧则比较小，并且在吸力面有无粒子区存在。（２）粒子和压力面发生碰撞和反弹，而不会和吸力面发生碰撞。（３）在压力面一侧粒子的运动速度比较低，而在吸力面一侧粒子的运动速度比较高。

水泥工业的粉体物料在输送、加工处理过程中往往需要流量控制、配料控制等计量和控制环节,而这些粉体物料在工艺生产中,既容易造成起拱、棚仓、堵料,又容易造成自流、冲料。所以,对大掺量粉状物料的准确计量一直是各厂面对的难题。近几年由于电磁测量技术的发展,气固两相流流量计逐渐被用户接受,应用在粉体计量上。下面以maxxflow流量测量仪

以带有玻璃涂层的氧化铝微粉、小尺寸板晶(样板晶)和钇稳定四方氧化锆(3y-tzp)微粉为原料,在常压下通过样板晶生长制备了氧化铝板晶体积分数为50%的y-tzp/氧化铝(板晶)复相陶瓷。采用砂浆喷射装置,砂浆流速为10~40m/s,冲击角为90°~15°,对比研究了该复相陶瓷和3y-tzp陶瓷的砂浆冲蚀磨损。结果表明,2种材料的磨损率在75°~60°之间均出现最大值。磨损率大小受到材料自身硬度的影响,磨损率值随着砂浆流速的增加而增加。

引用api520标准附录d中的方法,计算了两相流情况下安全阀所需的泄放面积;计算实例表明,与国内分别计算汽、液相泄放面积再求和的简化方法相比,该法计算的泄放面积更为保险。

应用cfd软件对空气钻井环空气固两相流动进行数值模拟研究。模拟结果显示,不同入口速度条件下,压强分布的趋势基本一致,气体入口速度越大,压强速率变化越快;在斜井中,空气和岩屑的速度分布并不均匀,环空区域明显大于近壁面区域,最大流速发生在井筒环空区域上部,当气体流速与岩屑速度接近时,携岩效果并不理想;井筒内岩屑浓度的分布并不相同,环空区域岩屑的平均浓度明显大于近壁面处。

以川渝地区油气田现场空气钻井用潜孔钻头为模拟对象,根据实体模型、底部包络面和实钻井眼建立流场模型,采用rngk-ε方程作为气相湍流模型,用拉格朗日粒子追踪法描述固相,进行潜孔钻头的旋流场数值模拟。研究结果表明:气相在喷嘴出口形成的扇形面积小,未完全覆盖钻齿,钻齿处岩屑携带效率低;转盘转速对井底流场影响很小;钻头中心区域和切削结构中部(径向狭长区域)存在回流;流量分配不均和回流影响携岩效率和钻进速度;借鉴pdc钻头水力结构的设计思路,在潜孔钻头每个切削结构中心位置增加1个喷孔,在潜孔钻头中心增1个中心喷孔,发现改进后钻齿上分配的气量明显增加,过流流速增大,钻头中心区域回流现象基本消除,改进后结构有利于及时清除岩屑,减少重复切削,可以提高机械钻速以及延长钻头寿命。

两相流中相积存造成多元混合制冷剂浓度变化分析——因多相流动中汽液速度差而造成相积存(holdup)是深冷混合工质节流制冷系统中混合物浓度偏析的一个重要因素。建立了因相积存造成浓度变化的计算模型，采用palmer对sesg~一brill—moody关联式的修正式，详细考察...

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合simplec算法对其内部三维固液两相流场和清水单相流场进行了数值计算,得到了固相不同体积浓度、不同流量下的分布规律,并研究了外特性的变化规律。模拟结果表明:固相在叶片工作面分布较多;在叶轮里离后盖板越远,浓度越高;无叶腔分布浓度大于叶轮分布浓度;固相浓度的增加会引起扬程的减小。

为克服传统取样式多相流量测量方法取样口易堵塞的缺点,提出了通过管壁取样测量气液两相流体流量的新方法.管壁四周均匀布置4个直径为2.5mm的取样孔,并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型,从而增强了取样的代表性.分析表明,取样流体中的液相质量流量与主流体液相质量流量的比值主要取决于取样孔的数目和大小,而取样流体中的气相质量流量与主流体气相质量流量的比值则与主管路液相流量有关.在管径为0.04m的气液两相流实验回路进行的实验表明,在实验范围内液相取样比为0.049,基本不受主管气液相流量波动的影响,能够在宽广的流动范围内维持恒定.液相流量最大测量误差为6.8%,气相流量最大测量误差为8.9%.

介绍了安全阀气液两相泄放工况如何发生及所具有的特点,探讨了在这种泄放工况下怎样确定安全阀的尺寸。讨论了两相流泄放面积计算方法\原理和详细计算步骤,并通过设计案例对计算方法进行比较。结果表明:相比于omega-2和气-液相泄放面积相加的方法,omega-1方法和diers积分法得到的泄放面积较大,较为保守安全。所以在实际工程设计中,推荐使用这两种方法计算气-液两相流安全阀的泄放面积。

以冲蚀磨损工况下的泵用材料cr15mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了系列α-al2o3结构陶瓷(90瓷、95瓷、99瓷)的耐冲蚀磨损性能及微观失效机制.结果表明:在不同磨粒硬度试验条件下,cr15mo3的冲蚀磨损率均比α-al2o3结构陶瓷的高4～6倍,且随着磨粒硬度的增加,cr15mo3的冲蚀磨损率增加幅度更大;α-al2o3结构陶瓷的冲蚀磨损体积随磨料含量的增加略有增加,但在相同磨粒硬度试验条件下相差不大,因此该工况下可使用90瓷或95瓷,从而提高应用材料的性价比;cr15mo3的微观失效有明显的方向性和腐蚀痕迹,主要以微切削、犁沟和冲蚀坑等形式为主,而α-al2o3结构陶瓷的失效主要是晶界玻璃相失去,有少量冲蚀坑和晶粒剥落痕迹,迅速增加径向和横向断裂表面能是其主要耗能方式.