【摘 要】
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在电厂汽水管道的运行中,流动加速腐蚀普遍存在且威胁着管道系统。它是一种在物理因素和化学因素共同作用下造成碳钢溶解、减薄的机制。流动加速腐蚀过程很复杂,它会使电厂的管道系统等失效,造成安全威胁和财产损失,所以对流动加速腐蚀的研究很是必要。研究流动加速腐蚀的实验不仅需要性能优良的设备,还需要严格的环境条件,相比于实验研究的复杂及费时费力,采用计算流体力学方法将模拟结果与实验数据相结合已成为研究流动加速
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在电厂汽水管道的运行中,流动加速腐蚀普遍存在且威胁着管道系统。它是一种在物理因素和化学因素共同作用下造成碳钢溶解、减薄的机制。流动加速腐蚀过程很复杂,它会使电厂的管道系统等失效,造成安全威胁和财产损失,所以对流动加速腐蚀的研究很是必要。研究流动加速腐蚀的实验不仅需要性能优良的设备,还需要严格的环境条件,相比于实验研究的复杂及费时费力,采用计算流体力学方法将模拟结果与实验数据相结合已成为研究流动加速腐蚀的有效方法。在国内外学者对于流动加速腐蚀机理、影响因素、数值模拟及预测模型方面的研究成果的基础上,发现了前人在数值模拟方面对于温度这一影响因素的研究存在欠缺,忽视了工质物性参数随温度变化这一重要现象。为很好的预测电厂管道发生流动加速腐蚀的部位及速率,本文基于电厂管道实际工况,采用流体动力学软件根据温度变化相应地调整工质的物性参数,在其他条件一定的情况下模拟了孔板管道下的流场,观察速度及湍流动能在孔口下游整体及竖直方向上的分布情况,模拟计算得到不同温度下溶解度、速度、湍流动能、壁面剪切力及传质系数的变化,并结合流动加速腐蚀预测模型更精确地分析了温度对流动加速腐蚀的影响。结果表明:采用工质物性参数随温度变化的方法模拟孔板管道中心轴线速度及静压分布结果与前人实验结果相符合;随距离孔口越远竖直方向上的速度、湍流动能的转折点越靠近轴心,中心轴线上的速度、湍流动能、壁面剪切力、传质系数、流动加速腐蚀的最值整体随温度的升高而向孔口靠近;模拟得到的速度、湍流动能及壁面剪切力与计算得到的传质系数、流动加速腐蚀速率整体随温度的升高呈现上升趋势;壁面剪切力、传质系数及流动加速腐蚀速率随温度变化出现第一、二峰值及最小值的位置相同,流动加速腐蚀速率在孔板下游0.7-1.0D(D为管道内径)之间达到峰值,在3.8-4.3D之间出现第二峰,这两处为孔板管道高危腐蚀区域;传质系数与溶解度均受温度影响,在150℃以下,温度对流动加速腐蚀速率的影响效果显著且主要是通过传质系数实现的。
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