文献类型：期刊文章

作　　者：刘秀梅[1] 马雪敏[1] 李贝贝[1] 赵巧[2] 李世扬[1] 吴思宇[1] 韩蕊[1]

LIU Xiumei;MA Xuemin;LI Beibei;ZHAO Qiao;LI Shiyang;WU Siyu;HAN Rui(School of Mechanical and Electrical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,Jiangsu,China;College Student Innovation Training Center,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,Jiangsu,China)

机构地区：[1]中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116 [2]中国矿业大学大学生创新训练中心,江苏徐州221116

出　　处：《华南理工大学学报(自然科学版)》

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51875559);江苏省自然科学基金资助项目(BK20242085);航空科学基金资助项目(2024M070159002)。

年　　份：2024

卷　　号：52

期　　号：12

起止页码：109-118

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2023、CSCD、CSCD2023_2024、核心刊

摘　　要：为探究影响煤液化调节阀服役寿命的影响因素,保障煤液化系统运行安全性和稳定性,针对调节阀内气-液-固复杂多相流问题,基于湍流模型、空化模型和离散相模型开展数值仿真,研究了阀内冲蚀磨损和空化空蚀的分布特征,获得了阀芯关键部位的空蚀-冲蚀耦合速率。通过实验再现了调节阀工作时流道内含固多相流的空蚀-冲蚀耦合磨损行为,分析了金属锡制阀芯在连续空蚀-冲蚀复合作用下的损伤形貌,采用粗糙度值定量评价了不同工况下锡制阀芯的损伤程度,探究了阀芯表面的冲击疲劳与复合损伤机制。结果表明:煤液化调节阀内空化发生的主要区域为节流口至阀芯头部的区域,空化发生的范围随着进口压力的增大而增大,空蚀强度也随之增强;不同进口压力下,阀芯表面冲蚀磨损速率的极值均出现在阀芯头部,最大冲蚀磨损速率为1.42×10^(-4)kg/(m^(2)·s),是其他冲蚀区域的10倍以上,其原因是阀芯头部高速流体的回射流裹挟了粒子撞击阀芯头部,同时空泡的溃灭亦冲击了阀芯表面。研究还发现,长时间工作在冲蚀-空蚀耦合作用下的调节阀阀芯表面呈现沟槽和蚀点等特征形貌。

关 键 词：调节阀 固体颗粒  空蚀 冲蚀磨损 数值模拟

分 类 号：TH137.52]