Estudio Numérico del Flujo de Dos Fases Sólido-Gas y la Distribución de Erosión en Válvulas de Bola de Polímero Reforzado con Fibra de Vidrio
Autores: Chen, Qi; Xia, Yazhong; Yu, Jiuyang; Dai, Yaonan; Peng, Kang; Zhang, Tianyi; Liu, Bowen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio Numérico del Flujo de Dos Fases Sólido-Gas y la Distribución de Erosión en Válvulas de Bola de Polímero Reforzado con Fibra de Vidrio
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Polímero reforzado con fibra de vidrio
Daño por erosión
Válvulas de bola
Apertura relativa
Tamaños de partículas
Materiales compuestos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El uso de compuestos de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) en sistemas de transporte de fluidos puede reducir eficazmente el daño por corrosión causado por medios corrosivos. Sin embargo, las colisiones entre partículas sólidas y las superficies de los pasajes de flujo de las válvulas de bola pueden causar daños por erosión y llevar a problemas de seguridad. Se estudiaron las características de flujo bifásico y erosión de las válvulas de bola fabricadas con materiales compuestos reforzados con fibra a base de resina bajo diferentes aperturas y tamaños de partículas utilizando el método CFD-DPM. Los resultados indican que tanto las aperturas relativas más pequeñas como las más grandes son propensas a daños por erosión en los bordes delgados de la bola de la válvula. A medida que aumenta la apertura relativa, la cantidad promedio de erosión en el pasaje de flujo primero aumenta y luego disminuye. La cantidad máxima promedio de erosión es de 0.0051 kg/m·s cuando la apertura relativa es = 40. En = 40, el daño por erosión en el canal de flujo ocurre principalmente en la parte inferior del canal de entrada y en la posición del asiento de la válvula. Con el aumento del tamaño de las partículas, tanto la cantidad promedio como la máxima de erosión en el canal de flujo aumentan. Los tamaños de partículas más grandes en el canal de entrada aumentan significativamente la tasa de erosión en las cercanías, mientras que en otras ubicaciones, los tamaños de partículas más grandes principalmente aumentan la tasa de erosión en la misma área. Durante el uso de válvulas GFRP, es importante evitar introducir partículas de gran tamaño en el medio. Mantener la apertura relativa de la válvula mayor que 40 y utilizar materiales más resistentes a la erosión para el asiento de la válvula puede reducir eficazmente la erosión de la válvula de bola compuesta y extender su vida útil.
Descripción
El uso de compuestos de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) en sistemas de transporte de fluidos puede reducir eficazmente el daño por corrosión causado por medios corrosivos. Sin embargo, las colisiones entre partículas sólidas y las superficies de los pasajes de flujo de las válvulas de bola pueden causar daños por erosión y llevar a problemas de seguridad. Se estudiaron las características de flujo bifásico y erosión de las válvulas de bola fabricadas con materiales compuestos reforzados con fibra a base de resina bajo diferentes aperturas y tamaños de partículas utilizando el método CFD-DPM. Los resultados indican que tanto las aperturas relativas más pequeñas como las más grandes son propensas a daños por erosión en los bordes delgados de la bola de la válvula. A medida que aumenta la apertura relativa, la cantidad promedio de erosión en el pasaje de flujo primero aumenta y luego disminuye. La cantidad máxima promedio de erosión es de 0.0051 kg/m·s cuando la apertura relativa es = 40. En = 40, el daño por erosión en el canal de flujo ocurre principalmente en la parte inferior del canal de entrada y en la posición del asiento de la válvula. Con el aumento del tamaño de las partículas, tanto la cantidad promedio como la máxima de erosión en el canal de flujo aumentan. Los tamaños de partículas más grandes en el canal de entrada aumentan significativamente la tasa de erosión en las cercanías, mientras que en otras ubicaciones, los tamaños de partículas más grandes principalmente aumentan la tasa de erosión en la misma área. Durante el uso de válvulas GFRP, es importante evitar introducir partículas de gran tamaño en el medio. Mantener la apertura relativa de la válvula mayor que 40 y utilizar materiales más resistentes a la erosión para el asiento de la válvula puede reducir eficazmente la erosión de la válvula de bola compuesta y extender su vida útil.