水煤浆管道冲蚀磨损数值研究.pdfVIP

第 4O卷第 3期 当 代 化 工 Vo1．40．N0．3 2011年 3月 ContemporaryChemicalIndustry March．2011 水煤浆管道冲蚀磨损数值研究 余文岙 ，武建军 ，张朝阳 ，杜明俊 ，晁 玲 (1．中国煤炭科工集团武汉设计研究院管道输煤所，湖北 武汉 430064；2．中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北 任丘 062552) 摘 要 ：基于非牛顿幂率流体模型，结合水煤浆流变性及管内流动规律建立了水煤浆管道输运控制方程 ， 针对流体流经弯头、变径、三通、补偿器等特殊管件过程进行三维数值模拟，分析了不同工况下管道 内壁面剪 切应力的分布规律，并给出了不同管件易发生磨损失效的具体位置，可为工程实际应用提供一定的理论指导。 关 键 词：水煤浆； 管道 ； 非牛顿流体 ； 冲蚀； 数值模拟 中图分类号：TQ019 文献标识码 ： A 文章编号： 1671—0460(2011)03—0297—03 NumericalStudyonErosionofW ater-Coal-SlurryPipeline YUWen—ao，WUJian-jun，ZHANGZhao-yang2，DUMing-jun，CHAO—ling2 (1．WuhanDesignResearchInstituteofChinaCoalTechnologyEngineer,HubeiWuhan430064，China； 2．ChinaPetroleumEngineeringCo．，Ltd．，NoahChinaCompany,HebeiRenqiu062552，China) Abstract：Basedonthenon—newtonianpower-law fluidmode1andcombinedwithrheologyofthewater-coal—slurryandflow rulesinthepipelnie．thecontrolequation ofhtewater-coal—slurry pipelinewasestablished． e—dimensionalnumerical simulationoffluidflownignithespecialpipenicludingelbow,teejoint，compensatorandSOonwascarriedout，sheerstress distributingroleofhtepipeinnersurfaceunderdifferentworkingconditionsWas analyzed．Basedonhteaboveanalysis，easy wearfailuresitesinhtepipewereputforwrad,whichcanprovidehtehteoryinstructionforengineeringpractice． Keywords：Water-Coa1．Slurry；Pipeline；Non．newtonianfluid；Erosion；Numerica1simulation 水煤浆作为一种新型代油煤基流体燃料 ，是上 为 300mm，变径管管径分别为200mm和 350mm， 世纪 70年代末世界石油危机之后开发出来的煤炭 设计流速 0．8m／s，计算流态为层流，重力为 z轴方 高新技术产品，其组分包括煤、水及相关添加剂， 向，流体流动满足连续性方程和动量守恒方程 ，故 因其具有浓度高、粒度细、流动．1生好、燃烧效率高、 描述三维稳态流动的控制方程如下： ， 负荷调节范围大，环保节能、存储安全等优点，被 fa)连续性方程 广泛应用于电厂、钢厂、石油炼化等企业的大型燃