粒子追跡法による曲がり管路の懐食量評価

粒子追跡法による曲がり管路の懐食量評価

解析概要

流れに固体微粒子が含まれている場合には,管路内壁に懐食が生じることが懸念されます。本解析では,曲がり管路内乱流場に固体微粒子が含まれる場合の懐食量を評価しました。

本解析では固体粒子と流体との相互作用を考慮できるDPMFoamソルバーを用いて解析を行いました。

 

解析モデル

図1に解析モデルを示します。レイノルズ数は80000で,乱流モデルにはk-Omega SSTモデルを採用しました。作動流体は水とし,固体粒子(石:平均直径0.1mm,分散0.02mm)の流入濃度は0.1vol%です。粒径分布を図2に示します。

 

図1 解析モデル

 

図2 固体粒子の粒径分布

 

解析結果

流線

流線分布を図3に示します。曲がり部から下流では亜流方向の流れが発生し,固体粒子による懐食量に影響を与えます。

図3 流線

 

懐食量分布

図4に固体粒子による管壁の懐食量分布を示します。懐食量が大きく評価されている箇所は,曲がり部から少し下流にあり,亜流方向の流れが発生する場所となっています。

図4 固体粒子による懐食量

 

固体粒子の流動

固体粒子の流動の様子を示します。曲がり部から下流では,重力の影響により粒子分布に偏りが見られます。

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