弯管的使用效果及冲蚀率影响

当流速增大时，冲蚀率也随之增长，但不同流速下冲蚀率的变化有明显区别。当流速为2~4m/s时，随着流速的增大，壁面冲蚀率只是小幅度地增长；当流体流速为4~10m/s时，随着流速的增大，壁面冲蚀率急剧增长，且流速越大，冲蚀率增长幅度越大，因此4m/s为冲蚀增长率的拐点。

我们都知道在弯管加工过程中，管材受到作用力之后会出现量的回弹现象。而在回弹之后，那么其的成形半径R1相比较模具半径R2来说，就会有所增加。而这样一来，同时也会引起管件切点的变化。

以，在使用弯管加工设备的时候，我们还需要考虑到因为回弹问题而带来的起弯点的变化。那么，我们该采用什么样的办法来解决这个问题呢？比如有很多的公式会使用数控管形测量机来测定出回弹量的有关参数，然后再通过一些公式计算得出回弹后的成形半径，然后依据这个数值来对起弯点进行修正。

但是这时候就存在一个问题，如果弯管加工件的规格比较小的话，那么虽然会存在的误差，不过尚能够满足使用的要求。而如果制作规格较大的管件还采用这种方式的话，那么误差就会严重，同时会严重影响到实际的使用效果。再加上一些材质等其他方面的原因，那么就会导致这种问题严重且复杂。

如果这个问题得不到解决的话，那么自然地弯管加工件的精度是无法的。而想要很好的解决这个问题，我们应当使用现代化测量仪器。比如我们可以使用一台弯管机，然后测量出某批管材弯曲回弹后的成形半径，并且以此作为工艺上处理起弯点的依据。

此外，以上变化规律还受到了固体颗粒质量流量的影响。当固体颗粒质量流量为0.5kg/s时，尽管流速不断增大，但是弯管冲蚀率的增长幅度非常小，增长趋势接近于线性增长，因为固体颗粒质量流量较低时，流体内所携带的固体颗粒有限，既使不断地提高流速，冲蚀率增长还是不明显。随着固体颗粒质量流量的不断增长，由流速变化所带动的参与壁面碰撞的固体颗粒数目增加，冲蚀率的增长速率也将提高，且当颗粒质量流量为2.5kg/5时，冲蚀率的增长接近指数分布。总之，提高颗粒质量流量，流速与弯管冲蚀率的关系由接近线性分布发展到接近指数分布。

在弯管流速为10m/s，颗粒质量流量为0.5~2.5kg/s的工况下，改变颗粒直径，研究了颗粒直径对弯管冲蚀率的影响。

随着颗粒直径的增大，弯管的冲蚀率总体呈下降趋势；当颗粒直径为50~150μm时，弯管冲蚀磨损率减小速度较快；当颗粒直径为150~250μm时，弯管冲蚀磨损率减小速度明显降低。这是因为：流体对直径较小颗粒的携带效果，颗粒与壁面的碰撞充分；随着颗粒直径的不断增大，颗粒随流体流动的跟随性下降，且颗粒间产生碰撞导致颗粒能量损失，使固体颗粒与壁面撞击的次数及强度下降。

此外，颗粒直径与弯管冲蚀率的关系还受到固体颗粒质量流量的影响。固体颗粒质量流量越高，弯管冲蚀率下降趋势越明显。当颗粒质量流量为0.5kg/s时，弯管冲蚀率变化趋于平缓，变化幅度有限；当颗粒质量流量为2.5kg/s时，弯管冲蚀率接近于指数分布。

在固体颗粒直径为50μm的工况下，流体流速为2~10m/s时，改变弯管内固体颗粒质量流量，研究了固体颗粒质量流量对弯管冲蚀率的影响，模拟结果。

随着固体颗粒质量流量的增大，弯管的冲蚀率总体呈线性增长趋势，且随着弯管流速的升高冲蚀率增长幅度逐渐加大。在流速较低时(2~4m/s)，弯管冲蚀率随固体颗粒质量流量的上升缓慢增长；当流速大于4m/s时，随着流速的不断增加，弯管冲蚀率随固体颗粒质量流量的增加而增加的趋势明显增强。换言之，在流速为2m/s时，随着颗粒质量流量的增加，冲蚀率的增长速度较慢；在流速为10m/s时，随着颗粒质量流量的增加，冲蚀率的增长速度较快。这是因为：在流速时，颗粒与壁面材料撞击的频率及颗粒的能量基本不变，质量流量的上升只会使固体颗粒数量增加，因此基本不会提高对壁面的撞击作用，颗粒数量的增长与冲蚀率呈线性关系；当流速增大时，颗粒撞击壁面的能量增大，且单位时间撞击壁面的颗粒数量也增多，因此弯管冲蚀率也随之增大。同时，因为撞击动能与速度呈二次方关系，所以随着流速的增大，弯管冲蚀速率随颗粒质量流量上升而增大的趋势逐渐加强。

结论

(1)弯管上游水平直管段部分，沿流动方向流体压力以恒定速度递减，速度分布保持近壁面速度小、管道中心轴线处速度大的抛物线型分布。在弯头处，外拱壁面速度较小、压力较大，内拱壁面速度较大、压力较小，且出现负压。流体流出弯头后，逐渐恢复进入弯头前直管段的流场状态。

(2)距管道0一5.0m的上游水平直管段冲蚀率相对较低，且由于受y轴负方向的重力影响，外侧壁面的冲蚀率大于内侧壁面；距管道5.0~7.0m的弯管段冲蚀率较高，且外拱壁面冲蚀率明显大于内拱壁面，并在距管道6.5m左右处冲蚀率达到峰值；距管道7.0~12.0m的下游竖直直管段内仍出现明显的冲蚀集中区域，且冲蚀率明显大于弯管上游水平直管段。

(3)随着流速的增大，弯管冲蚀率总体呈上升趋势。随颗粒直径的增大，弯管冲蚀率总体呈下降趋势；当颗粒直径为50~150μm时，弯管冲蚀磨损率下降速度较快；颗粒直径为150~250μm时，弯管冲蚀磨损率下降速度较为缓慢。随颗粒质量流量增大，弯管冲蚀率基本呈线性增长。

(4)流速、颗粒质量流量、颗粒直径3个冲蚀影响因素之间存在交互作用：随着颗粒质量流量的增长，流速与弯管冲蚀率的增长关系由接近线性分布发展到接近指数分布；随着固体颗粒质量流量的增大，颗粒直径与弯管冲蚀率的下降趋势由平缓发展到接近指数分布；随着流速的升高，颗粒质量流量与弯管冲蚀率线性关系的增长率逐渐加强。