排灌机械工程学报

作者：钟林*,冯桂弘,张计春,魏刚

单位：1. 西南石油大学机电工程学院, 西南石油大学能源装备研究院, 四川 成都610500; 2. 南方海洋科学与工程广东省实验室湛江分室, 广东 湛江524000

关键词：排污阀,冲蚀磨损,数值模拟,排污阀工况,固液两相流

基金：国家重点研发计划(2019YFC0312305);南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)(ZJW-2019-03);国家重点研发计划(2018YFC0310201);国家自然基金面上项目(51775463)

针对输气站场排污系统主要设备排污阀在使用过程中时有穿刺现象发生,造成天然气泄漏的安全事故,采用CFD仿真模拟的方法开展关于流体流速、颗粒粒径、含砂体积比与阀门开度等因素对阀套式排污阀冲蚀磨损性能影响的评价分析.结果表明:阀芯、阀座密封接触壁面间的冲蚀破坏是造成整个排污阀失效的主要原因.在流速1~9 m/s、颗粒粒径0.1~0.5 mm、含砂体积比2%~10%、阀门开度15%~90%范围内,冲蚀磨损率与流体流速呈指数型正相关,冲蚀磨损区域随流速增加明显扩大.砂浓度增多加大了颗粒碰撞阀腔壁面的频率,其冲蚀率近似呈线性增长.颗粒粒径变化对排污阀平均冲蚀磨损率影响较小,小颗粒冲蚀行为下产生的冲蚀破坏相比大颗粒更为均匀一些.排污阀开度在15%~30%过程中,阀冲蚀磨损程度变化剧烈,从60%开度开始,阀的受损情况趋于平稳.同时,在阀门开度增大的过程中,阀芯最大冲蚀磨损区域从圆周壁面逐步移动到阀芯下端面.研究结果对排污阀的整体耐冲蚀性能评价具有指导意义.

来源：2021年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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