Case

解析事例

固体粒子による曲がり管路の壊食量評価

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  • 製品名

    • OpenFOAM

  • カテゴリー

    • 熱流体解析事例

  • 産業分野別

    1.　解析概要

    流れに固体微粒子（コンタミネーション）が含まれている場合には，管路内壁に壊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壊食量を評価しました。

     

    本解析では固体粒子間の衝突（離散要素法，DEM），および固体粒子と流体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。

    2.　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，乱流モデルには標準k-epsilon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。 

    • of30-1
      図1　解析モデル
    • of30-2
      図2　個体粒子の粒径分布

    2.　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，固体粒子による壊食量に影響を与えます。 

     

    • of30-3
      図3　流線
    壊食量分布

    図４に固体粒子による管壁の壊食量分布を示します。壊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。

    • of30-4
      図4　固体粒子による壊食量
    個体粒子の流動

     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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