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亚稳特种合金防垢装置防垢实验及模拟分析

饱和盐水结晶实验
90℃饱和食盐水溶液,分别倒入空烧瓶(A瓶)、倒入有合金的烧瓶10秒后再倒入另一空烧瓶(B瓶)、有合金的烧瓶(C瓶)。
饱和盐水中盐的结晶对比

亚稳特种合金防垢装置缓蚀实验及模拟分析

将最易锈蚀的普通碳钢A3钢分别置于经合金处理的普通水(即水与合金接触10秒钟后倒出的水)、放置有合金的普通水和普通水中,观察A3钢的锈蚀情况。
A3钢在水中的锈蚀情况(放置48h后)
左:普通水 中:置有合金的水 右:经合金处理的水

亚稳特种合金防垢装置防垢实验及分析

中国石油大学测试

亚稳特种合金防垢装置防垢实验及分析

差压信号对比(差压信号反映沉积层厚度随时间的变化)
1. 未加装装置沉积物质量:353.9g;加装装置后(1500min)沉积物质量:321.13g。
2. 未加装装置测试段差压值随沉积时间的增加平稳增加,其规律符合一般沉积规律;加装装置后,测试段差压值出现随沉积时间先减小后增加的现象,且差压值低于未加装装置时。

模拟分析

压力分析图
压力分析图
进口段的压力比出口段大,流体经过防垢装置后,流体在管道内的压力梯度大,脉动大,增加了流体与芯轴的接触几率。
湍动能分析图
湍动能分析图
在经过防垢装置后,出口段湍流强度较强,特别是近管壁面的湍动能最强,形成了紊流,在较强的紊流状态下,管内的垢、固体氧化物等不易附着在管壁。
流速分析图
流速分析图
经过防垢装置后,流体的流速增加,速度的方向紊乱,在防垢装置芯轴的旋转作用下,流体以旋转运动方式流出,管道内的液体紊流流动加强,更有利于管内的垢、固体氧化物等随流体一起流出,减少附着和沉积在管壁的几率。
整体三维流线分析图
整体三维流线分析图
从整体三维流线分析图中很清晰的看出,通过防垢装置后,管内的流体流动紊乱,在紊流状态下,一方面增加水中的离子和分子与装置核心部分的接触,增加电子交换,另一方面液体在紊流状态下,能够降低分子凝结的概率。