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低温压力容器缺陷红外检测与热激励影响学

收藏本文 2024-03-29 点赞:4652 浏览:11507 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:低温压力容器是压力容器的常见形式之一,广泛运用于油田、天然气生产历程和石油化工等工艺装置中。低温压力容器盛装着易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质,是涉及生命安全、危险性较大的承压设备,在利用历程中常因介质、载荷、温度和环境等因素的影响而产生腐蚀、冲蚀、磨损、应力腐蚀开裂、疲劳开裂、材料劣化等缺陷。由此,快速诊断低温压力容器利用历程中的缺陷,及时维修设备,是确保设备和人员安全的关键因素。本论文根据红外成像无损检测原理、传热学论述,建立了不考虑容器内相变的缺陷传热模型,基于制约体积法,进行不同热激励强度、不同热激励时间、不同环境因素、不同缺陷参数条件下的数值模拟浅析,在此基础上根据相变传热的基本论述,建立了考虑容器内相变的缺陷传热模型,利用FLUENT中的多相流模型混合(mixture)模型,对热激励作用下容器内流体的汽化历程进行了模拟,并探讨了流体发生相变时对压力容器壁表面温度的影响。探讨结果表明:(1)随着热激励强度的增大,压力容器表面的比较温度逐渐增大;(2)随着激励时间增加,最大比较温度呈现先升后降的走势,最终减小在稳定状态时对应的比较温度;(3)环境因素中风速、表面黑度对红外检测精度的影响较大,而在大气环境中进行压力容器缺陷红外检测时可以忽略环境温度的影响;(4)随着缺陷的增大,压力容器表面比较温度逐渐增大,亦即压力容器内的缺陷面积越大,越容易被检测出来。随着缺陷深度的增加,压力容器表面的最大比较温度是逐渐减小的,也就是说缺陷距离加热表面的深度越浅,表面温度异常越显著,越容易检测;(5)容器内流体在t=10s时发生相变,随着热激励时间的增加气相所占的体积分数增大;当容器内流体发生相变时,对红外检测有一定的影响。本论文的探讨结论对于指导红外成像技术快速诊断低温压力容器利用历程中的缺陷具有一定的借鉴作用。关键词:低温压力容器论文缺陷论文红外检测论文热激励论文影响论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-7

    革新点摘要7-10

    前言10-18

    0.1 选题的目的和作用10

    0.2 传统无损检测局限性10-11

    0.3 红外检测技术11-14

    0.3.1 红外辐射的基本定律11-13

    0.3.2 红外检测策略13-14

    0.4 国内外探讨近况及进展走势14-17

    0.4.1 国内外探讨近况14-16

    0.4.2 进展走势16-17

    0.5 课题探讨的主要内容17-18

    第一章 低温压力容器缺陷热传导论述18-24

    1.1 导热微分方程18-19

    1.2 导热历程的定解条件19-21

    1.2.1 几何条件19

    1.2.2 物理条件19

    1.2.3 时间条件19-20

    1.2.4 边界条件20-21

    1.3 连续热激励下的低温压力容器缺陷热传导浅析21-22

    1.4 本章小结22-24

    第二章 低温压力容器缺陷数值模拟24-36

    2.1 低温压力容器壁缺陷物理模型24

    2.2 Boussinesq 检测设24-25

    2.3 低温压力容器壁缺陷数学模型25-26

    2.4 模拟结果与浅析26-34

    2.4.1 热激励强度的影响26-27

    2.4.2 热激励时间的影响27-28

    2.4.3 环境因素条件下的影响28-30

    2.4.4 低温压力容器缺陷大小的影响30-31

    2.4.5 低温压力容器缺陷深度的影响31-32

    2.4.6 低温压力容器绝热材料的影响32-34

    2.5 本章小结34-36

    第三章 流体相变对低温压力容器缺陷的影响36-49

    3.1 低温压力容器缺陷物理模型36

    3.2 低温压力容器缺陷数学模型36-43

    3.2.1 流体制约方程36-40

    3.2.2 湍流模型40-42

    3.2.3 多相流模型42-43

    3.3 数值模拟结果与浅析43-47

    3.4 本章小结47-49

    第四章 低温压力容器缺陷红外无损检测实验49-52

    4.1 实验原理和目的49

    4.1.1 红外成像原理49

    4.1.2 实验目的49

    4.2 实验装置49-50

    4.3 实验结果与浅析50-51

    4.4 本章小结51-52

    结论52-53

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