液体-固体フロー下での3Dプリントされたトイストテープ挿入を使用した侵食性磨損緩和

科学分野:

• 材料科学 材料科学とは
• 流体力学 流体力学とは
• 機械工学の機械工学

背景:

• パイプの浸食は,研磨スラージュを扱う産業における重要な問題です.
• 侵食を緩和するための既存の方法は,費用がかかり,または非効率である可能性があります.
• パイプの長寿を高めるために,新しい挿入デザインが必要である.

研究 の 目的:

• パイプの侵食を軽減する際に,ねじれたテープ挿入の有効性を調査する.
• 異なるツイストテープ構成のパフォーマンスを比較するために.
• 歪んだテープ挿入が液体-固体流水浸食に与える影響を分析するために.

主な方法:

• 3つのトイストテープ挿入 (1つのトイスト,4つのトイスト,4つのトイストを穿孔した) は3Dプリントされました.
• 実験はPVCパイプ,炭素鋼,シリカサンド・ウォータースラージ (1-5%濃度) を用いて行われました.
• 離散相モデル (DPM) の計算流体力学 (CFD) がシミュレーションと分析に使用されました.

主要な成果:

• テストされたすべてのトイストテープ挿入は,平面パイプと比較して侵食率を低減しました.
• 一回転テープは侵食を18%減少させた.
• 4回転のテープは,侵食を39%減少させた.
• 穿孔テープは4つのトウィストテープで,最も高い侵食軽減率45%を達成しました.

結論:

• ねじられたテープ挿入は,パイプの侵食を軽減するための有効な解決策です.
• 穿孔した4回転テープのデザインは,優れた侵食防護を提供します.
• これらの挿入を導入することで,荒流環境におけるパイプの寿命を大幅に延長できます.