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1、外文翻译毕业设计题目：催化剂氢气提升管冲蚀磨损数值研究原文 1： Modeling solid particle erosion in elbows andplu职ed tees译文L弯管和盲三通中的的颗粒冲蚀模型原文 2： The impact ancle dependence ef erosion damagecaused be solid particle impact译文2：固体颗粒侵蚀造成的冲击损伤影响的角度依赖性译文一弯管和盲三通中的颗粒冲蚀模型管配件表面上的预测侵蚀模式，现在可以通过计算流体动力学（CFD）代码 技术得到。这一全面侵蚀预报过程包括：1）流场模拟的产生，2）大量的流
2、场的 内部的粒子的运动轨迹的计算，和3）侵蚀模型方程被应用作粒子儿何形状的撞 击壁面。其他侵蚀有关的数量，即颗粒的沉积速率，以及本地平均冲击角和速度 分量，也被存储在程序中。所有预测量（流的解决方案，粒子的运动轨迹，侵蚀 配置文件）通过三维可视化工具被进行分析。目前的工作专注于两个管件常用于 石油和天然气生产行业：弯道。首先，流场和侵蚀预测预测通过与实验数据的比 较评估。侵蚀预测产量趋势和位置最大的抗磨损与实验结果是一致的。接着，规 定的侵蚀性条件下，分析两个中心线的曲率与直径的比率为1. 5和5. 0的90度 弯道。预测侵蚀结果表现在表面轮廓形式。最后，在侵蚀性条件下，侵蚀率同弯 道和盲三通
3、管道中测试案例进行对比。介绍固体颗粒侵蚀可能是石油流体的生产和运输中的一个主要问题。夹带的固 体颗粒（如沙粒）撞击管道，阀门，管件，和其它系统组件的内表面，导致机械 磨损，和最终这些设备的故障。几乎每一个流体输送系统中含有很容被固体颗粒 侵蚀的杂质成分。这种现象可以是非常浪费的，需要频繁重新放置组件以及系统 停机的时间。一定的儿何形状比其他的更容易受到侵蚀损坏。例如，在一定条件 下重定向流场的管件（如弯管和三通接头）遇到严重侵蚀。这项工作的核心是评估肘管的性能和在侵蚀过程中插入三通接管。由于频 繁被使用于石油和天然气生产，这些几何形引起人们特别的兴趣。夹带在产生的 流体中的颗粒可以跨越流体流线
4、和撞击配件壁。粒子在管壁上的撞击可以去除墙 体材料，使其随着时间的推移变得越来越薄，最终导致破坏。为了保持运营成本和系统停机时间在最小，有必要控制砂土侵蚀。控制侵 蚀的方法之一是挑选操作条件（如流量）以限制侵蚀到可接受的水平。此外，管道 材料明智的选择可以帮助控制侵蚀。在高度侵蚀的环境下，必须采用侵蚀控制的 替代方法在许多情况下，三通几何被安装插入以适应极其侵蚀性的环境。近乎停 滞的流体层中的封孔部几何体会提供了一个撞击颗粒物缓冲，从而显著着减少侵 蚀破坏。目前的研究项目侧重于侵蚀预测程序的应用，使计算流体动力学（CFD） 代码具备商业价值。侵蚀预测程序被开发以同CFX使用，在AEA技术公司被
5、发展, CFX是一个包含了在这项研究中使用的拉格朗日列粒子追踪模型的三维流领域 解算器。这一侵蚀预测程序可用于以更好地了解参数，如进气条件，流体性质， 流速，颗粒大小和浓度，和儿何形状，影响侵蚀的行为。背景两个有趣的几何体是弯头和插管三通，因为它们广泛应用于管道系统。在 弯头，几何体弯曲管壁改变水流方向。颗粒物可以穿过流体的流线撞击配件壁。 当侵蚀速率大，往往用插入三通取代肘管。其原因是，插入三通可以在停滞区为 进入颗粒可以提供一个“缓冲”，从而减小侵蚀速率。早前，实验工作进行弯道和插入三通上进行，例如，见Bourgoyne , Tolle 和Greenwoodo尽管如此，目前尚不清楚在什么条
6、件下有利于在侵蚀性环境中使 用插入三通。此外一组给定流动条件下插入三通的最佳尺寸最佳尺寸，问题仍然 没有得到解决。因此，CFD仿真实验正在进行以帮助确认在这些复杂的几何体中 影响侵蚀的重要参数。调查人员感兴趣的是，如何能够准确地预测几何体的大范围侵蚀行为和侵 蚀条件。一些简单的侵蚀模型适用于一些配件，如肘管和三通。例如，Shirazi等 人和Salama开发的简单的模型来预测肘管的侵蚀。在另一项研究中，Wang等人 使用流动建模和粒子追踪研究弯头弯曲在侵蚀速率上的影响。儿乎所有目前可行 的模型只视侵蚀为直接冲击造成的结果；水流波动对弯头侵蚀的影响不被考虑。我们可以区分颗粒流体之前相互作用和颗粒
7、碰壁影响的研究为两种，一种 可以区辨两类颗粒冲击如图1所绘。这两类是：1）直接冲击机制2）随即冲击机制。 如果侵蚀主要是由于直接冲击机制引发，那么这表明颗粒由于平均流速影响被主 要流动趋势影响趋往壁面。当颗粒相对于载带流体规模大和密度高时，或粘性效 果较差的环境下，直接冲击能够占据主导地位，就如砂在空气中的情况。随机冲 击是当流速由于乱流影响颗粒波动并引发冲撞时用来描述撞击机制的。而在直管 发生的粒子冲撞是由于这随机撞击机制。在个直管中，即使没有在径向方向上， 指示没有平均流度引导颗粒朝向管壁，颗粒仍旧撞击，因为它们受到涌动漩涡的 影响。这些漩涡可以传送径向动势到附近的管壁上的微粒，造成随机冲
8、击。图2解析了研究中弯管和盲三通的几何形状和命名法则。图中D直径的弯 头内外的半径被分别表示为rl和r2,两壁中心线的半径表示为r。为了表示流 场的结果，上游或下游其一从内壁到中心线被表示为量h,上游或下游其一内外 壁间距被表示为量X。插入三通的几何形状也如图2所示，配管直径分别为D1, D2,和D3如图所示。在这项研究中，这三个插入三通儿何形的管道直径大小相 等。Direct ImDineementDirect ImDineementDirect ImDineementRandom ImDingement图1直接和随机冲击理论Da11P三十7k+Flow D)11D2V?1111111x 0
9、1*1h11A1d3111UjolFlow IIIElbowPlugged Tee图2弯管和盲三通的命名法则型号说明广义颗粒侵蚀包括三个模拟：1）流程建模，2）大量的砂颗粒模拟，3）应 用经验侵蚀方程。CFX包含有关流体运动和粒子的运动方程的方程的能力。这种 能力由于其所使用的粒子浓度太低己经不在工作中被使用了。流动模型需包含以下一些必要的信息来执行所有的后续计算：速度分量，变 动数量，湍流动能和耗散率，还有载体的密度和粘度流体性质都包含在流场模拟。 一旦使用CFD编码获得了模拟流动模型的字段，那么解决方案就是在一个几何图 形的入曰处以大量的砂颗粒集结。一个大型的砂颗粒模型，为了获得一个合理的
10、 分配并且减少减少在侵蚀预测中的散播，几千颗粒通常是需要的。每个粒子是分 别按照流场和粒子冲击信息跟踪到的。当粒子撞击墙壁的时候，速度和位置都会 开始集结，一组经验侵蚀方程就可以用于研究了。这些关系是用来确定从那些冲 击中所产生的质量损失。这些流失方程解释了相关的冲击的速度和角度，以及颗 粒形状和墙体材料的机械性能。为了以一个更方便的方式进行可视化侵蚀预测，预测侵蚀数据转移到后处 理程序。这个所谓的后处理程序可以用于生成等高线预测侵蚀数量。这不仅允许 了流动模型、粒子轨迹、侵蚀预测的同步检查，而且还提供了能够识别高侵蚀领 域的能力。流动模型流动模型是通过使用一个商用计算流体动力学（CFD）的代
11、码。该代码用于这 项工作是采用CFX,由AEA技术公司。采用CFX利用有限体积、多嵌段的手段来 解决控制方程的数值的流体运动在一个用户定义的计算网格。阿肯色州教育协会 技术和Patankar描述程序，用于解决这个方程的流体运动。过程流体解决方案包含首先生成计算网格。一个预处理程序是可在软件，用 于执行该任务。其次,解决方案选项，例如进口和边界条件,湍流模型和离散化方 案，被指定。最后一步是运行流场求解生成实际的流场模拟。它包含几个模型对湍流的行为。各向同性和各向非同性湍流模型是可用的。 此外，大量的离散化方案可以获得最精确的流量可能的解决方法。爱德华兹等人 地址选择湍流模型和离散化方案对于二维
12、和三维仿真及其效果的准确性流场的 解决方案。对于这个工作，一个微分雷诺应力湍流模型和二次逆风离散化方案被 使用，除非另有规定。二次逆风离散化方案是第三订购条款和二阶的对流扩散条 款。粒子运输模型CFD代码包含一个拉格朗口算法，数值预测粒子跟踪固体颗粒的运动轨迹， 水滴，或泡沫通过流场。这些计算使用信息生成的流场模拟。代码也有能力夫妇 粒子运动方程与流动的解决方案。耦合方程组的流体和粒子允许反应如流体位移 的粒子和颗粒引起的渗透率湍流去调查。在许多情况下的工程的兴趣，尤其是液/ 固流，这种耦合允许调查颗粒物浓度的影响。然而，在低粒子浓度、颗粒不影响流 和这种耦合是没有必要的。粒子的速度变化率直接
13、来自牛顿第二运动定律F = m 性(1)n式中，卢是粒子运动方向所产生的力，*是粒子的运动速率，叫,是粒子质量。 主要的反作用力就是流体的阻力。阻力灼由下式中可知：灼=喧坚也兰|(*“(2)8在公式(2)中，弓代表所在点的流体速度向量，q,是颗粒直接，p“是颗粒密度。 阻力系数G,由下式可得：CD=-(l + ().15Re7)(3)Re、.粒子雷诺数Re,由下式可知：(4)式中r是在连续相中的运动粘度。其他因素对粒子的影响也表现在各方面。例如大型压力梯度(与)、浮力 (旦)、附加质量(兀)，以及一个旋转坐标占两离心和科里奥利效应(久)。方程(5)-(8)如下，给出下列因素。压力梯度F =NP
14、4(5)粒子浮力Fb =叫,(1 以(6)Pp附加质量F 二 mp d*(7)P 2网旋转坐标F = -mp 2w x+ co x (co x X p)(8)公式(5)压力梯度方程中,P是在连续相的压力。在情商的浮力。(6)是需要 当粒子和流体有着明显不同的密度和当包含需要的引力效应。附加质量力、情商。 (7),占全国惯性的周围的液体粒子。为了使粒子相对运动载体流体，一些流体必 须加快随着粒子。方程(8)占两离心以及科里奥利效应。这个术语是重要的，当粒 子被建模的旋转参照系，例如，在一个泵叶轮或旋转涡轮。作者：Jeremy K. Edwards; Brenton S. McLaury; Sia
15、mack A. Shirazi 国籍：America 出处:Journal of Energy Resources TechnologyThe impact angle dependence of erosion damage caused by solidparticle impactAbstractThe dependence on the impact angle of erosion damage caused by solid particle impact was characterized on several kinds of material, as expressed by a trigonometric function of both impact angle and material hardness. Erosion tests were conducted on five metallic materials, a ceramic and a plastic material using silica sand particles (mean particle size 325 pm) at impact angles from 3 to 90, up t
