Investigación Numérica sobre las Características de Erosión de Partículas en la Tubería de Codo en un Sistema de Potencia de Eyección de Gas-Vapor
Autores: Chen, Qifei; Liang, Guozhu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Numérica sobre las Características de Erosión de Partículas en la Tubería de Codo en un Sistema de Potencia de Eyección de Gas-Vapor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistemas de potencia de eyección de gas-vapor
Partículas de AlO
Productos de combustión
Modelo de erosión
Tamaño de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
En los sistemas de potencia por eyección de gas-vapor, las partículas de AlO en los productos de combustión pueden causar una erosión severa en la tubería de codo aguas abajo. Para calcular la erosión de partículas, se ha desarrollado un enfoque de modelado que combina un modelo de fase discreta con un modelo de acoplamiento flujo-térmico e introduce parámetros de temperatura de la pared en el modelo de erosión. Además, se investigó la influencia del tamaño de las partículas, la temperatura y presión totales, y la tasa de flujo de masa de partículas. Los resultados muestran que la profundidad de erosión a alta temperatura puede expresarse como el producto de la integral temporal del factor de temperatura y la tasa de erosión a temperatura ambiente, y es de 1.63 a 3.57 veces mayor que a temperatura ambiente bajo diferentes tamaños de partículas. Con el aumento del tamaño de las partículas, la posición máxima de erosión tiende a la entrada del codo, y su valor aumenta primero y luego disminuye, alcanzando un valor máximo de 0.418 mm con un diámetro de partícula de 100 um. La disminución de la temperatura total y la presión total reduce la tasa de erosión al disminuir la velocidad de las partículas. La tasa de flujo de masa de partículas afecta el flujo gas-partícula, lo que puede causar que la erosión cambie considerablemente, especialmente cuando el diámetro de las partículas es inferior a 40 um.
Descripción
En los sistemas de potencia por eyección de gas-vapor, las partículas de AlO en los productos de combustión pueden causar una erosión severa en la tubería de codo aguas abajo. Para calcular la erosión de partículas, se ha desarrollado un enfoque de modelado que combina un modelo de fase discreta con un modelo de acoplamiento flujo-térmico e introduce parámetros de temperatura de la pared en el modelo de erosión. Además, se investigó la influencia del tamaño de las partículas, la temperatura y presión totales, y la tasa de flujo de masa de partículas. Los resultados muestran que la profundidad de erosión a alta temperatura puede expresarse como el producto de la integral temporal del factor de temperatura y la tasa de erosión a temperatura ambiente, y es de 1.63 a 3.57 veces mayor que a temperatura ambiente bajo diferentes tamaños de partículas. Con el aumento del tamaño de las partículas, la posición máxima de erosión tiende a la entrada del codo, y su valor aumenta primero y luego disminuye, alcanzando un valor máximo de 0.418 mm con un diámetro de partícula de 100 um. La disminución de la temperatura total y la presión total reduce la tasa de erosión al disminuir la velocidad de las partículas. La tasa de flujo de masa de partículas afecta el flujo gas-partícula, lo que puede causar que la erosión cambie considerablemente, especialmente cuando el diámetro de las partículas es inferior a 40 um.