[发明专利]一种研究压力对弯管磨损影响的实验装置

说明书

本发明涉及流体机械工程领域。目的是提供一种研究压力对弯管磨损影响的实验装置，该装置具有不改变回路流量，仅改变扬程的特点，以研究、认识压力弯管中固液两相流磨损的特点，为工业装置设计和计算提供理论指导依据。技术方案是：一种研究压力对弯管磨损影响的实验装置，包括通过管路依序连通形成循环回路的离心泵群组、调节阀、试验弯管以及水箱；所述管路上设置有流量计、压力计，所述压力计与试验弯管之间的管路中设置一颗粒释放装置，所述的试验弯管外部包罩着一可调节压力的密闭箱体，所述水箱上部配置有收集颗粒用的颗粒收集网。

技术领域

本发明涉及流体机械工程领域中固液两相流对过流部件磨损研究，尤其涉及一种固液两相流中压力变化对变曲率管道磨损的实验装置及方法，可以对固体颗粒进入实验管道后磨损进行研究。

背景技术

固液两相流动工况常见于石油、化工、水利、动力等领域中；流体机械内部过流部件及输运管道的固液两相磨损是现代工业生产中一种常见的磨损形式，它造成的工业危害和经济损失受到关注度越来越高。在固液两相运输生产中，流动的颗粒受到许多因素的制约，如湍流强度、重力、流体作用力、颗粒自身和与壁面之间的碰撞等，因此至今都没能很好的揭示固体颗粒的运动规律和磨损机理，因此非常有必要对固液两相流中磨损机理进行更加深入的研究，为固液两相流过流部件及输运管道冲蚀磨损的预测和预防提供理论依据。

在工业生产过程中常用弯管来实现流体的输运、热量和质量的传递等功能，如流体输送管道的转向、换热器和蒸汽动力的管道、离心式压缩机的流道等。弯管中的流体流动不同于一般直管中的流体流动，呈现出复杂的流动特性，固液两相流磨损在弯管处也更为剧烈。目前已经有许多研究者从不同角度研究了弯管中的固液两相流运动情况，但大多研究入手点都在集中在固相参数(浓度、直径、密度等)和液相的流动特性中的一些因素，并且已经有一些较为完善的预测磨损的模型；然而，目前对生产回路中的压力对磨损的影响研究较少，而且由于流体运动时的流速与压力的关联性，进行的实验也没有单独以压力为变量进行研究。由于很多管道在运输流体时承受较高压力，管壁会受到较大的内压作用，很容易造成某些不连续管道部位产生疲劳裂纹，使得固液两相磨损更容易发生。在深海采矿领域，运输管道不但承受很强的内压之外，还有因海水深度有强外压以及潮流的作用，管道应力变化多样，管内磨损机理更复杂。

因此，详细认识压力弯管中固液两相流磨损的特点，可以为一些工业装置设计和计算提供理论指导。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种研究压力对弯管磨损影响的实验装置，该装置具有不改变回路流量，仅改变扬程的特点，以研究、认识压力弯管中固液两相流磨损的特点，为工业装置设计和计算提供理论指导依据。

本发明提供的技术方案是：一种研究压力对弯管磨损影响的实验装置，包括通过管路依序连通形成循环回路的离心泵群组、调节阀、试验弯管以及水箱；所述管路上设置有流量计、压力计，所述压力计与试验弯管之间的管路中设置一颗粒释放装置，所述的试验弯管外部包罩着一可调节压力的密闭箱体，所述水箱上部配置有收集颗粒用的颗粒收集网。

所述密闭箱体外部分别开设有接通压缩机压力气体的进气口和配置有减压阀的出气口，以调节密闭箱体内的压力。

所述颗粒释放装置为竖直布置且通过控制阀连通管路的柱状容器，柱状容器的顶端设置有用于添加实验用固体颗粒的另一控制阀。

所述离心泵群组为若干配有离心泵组的管道通过串并联形成；包括连通水箱出口至调节阀的第一离心泵组、连通水箱出口至第一离心泵组中离心泵进口的第二离心泵组、连通第二离心泵组出口至第一离心泵组中离心泵进口的第三离心泵组以及连通第三离心泵组出口至第一离心泵组中离心泵进口的第四离心泵组；所述第一离心泵组、第二离心泵组、第三离心泵组、第四离心泵组均为由变频电机通过联轴节驱动的离心泵。

所述试验弯管通过连接法兰连通管路，试验弯管两端的连接法兰位于密闭箱体内且与密闭箱体的内壁保持一定的间距以利于作业。