阀芯材料A105钢液固冲蚀实验及仿真研究

在油气开采过程中,砂子等附带产物不断冲蚀阀门,造成阀门冲蚀损伤,甚至失效。然而现有阀门冲蚀磨损的CFD模拟研究大多采用已知的冲蚀模型来描述冲蚀速率,使得模拟结果的可靠性受到限制。为解决此类问题,采用液-固喷嘴冲蚀实验研究方法,利用泥浆喷射冲蚀试验机开展不同冲击角度(15°~90°)和冲击速度(12.74~24.84 m/s)下阀芯常用材料A105钢冲蚀实验;采用Ahlert冲蚀模型对实验数据进行拟合,建立A105钢的冲蚀率方程;采用CFD有限元模拟研究方法,建立液固喷嘴冲蚀模型,并验证模型准确性。结果表明:在15°~90°范围内随冲击角度的增加冲蚀速率先增大后减小,30°时冲蚀速率最大,90°时冲蚀速率最小;在12.74~24.84 m/s范围内随冲击速度的增加冲蚀速率增大。实验结果表明,所建立的拟合冲蚀模型与实验数据最小误差为3.4%~8%,验证了冲蚀速率方程的可靠性。

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本文档关键词:仿真,实验,冲蚀,研究,阀芯材料