天然气携砂气固两相流在弯管处冲蚀磨损分析

论文摘要

为了研究固体颗粒参数及弯管结构参数变化条件下弯管的冲蚀规律及最大冲蚀位置,基于CFD软件Fluent对弯管进行了网格无关性分析和入口段长度分析来确定最佳分析模型,选用Oka冲蚀模型和Forder壁面恢复模型计算弯管冲蚀,研究了颗粒直径和管径比对弯管最大冲蚀位置的影响。分析结果表明:颗粒速度对冲蚀速率的影响较大,二者呈指数关系,冲蚀速率随质量流量的增加比较均匀,当颗粒直径达到一定大小后,冲蚀速率增加较慢;管道直径和管径增大均会减小弯管的冲蚀速率,管径比对冲蚀速率的影响较大,二者呈现指数关系;颗粒直径基本不影响最大冲蚀位置,而最大冲蚀角度随着管径比的增大而减小。所得结果对管道设计及工程实际安全运营具有一定的指导作用。

论文目录

• 0 引言
• 1 理论模型及控制方程
•   1.1 连续相模型
•   1.2 离散相模型
•   1.3 冲蚀磨损模型
•   1.4 颗粒壁面碰撞模型
• 2 仿真模型
•   2.1 物理模型和网格划分
•   2.2 边界条件
•   2.3 网格适应性分析
•   2.4 出、入口直管段长度确定
• 3 冲蚀参数化分析及结果讨论
•   3.1 仿真结果分析
•   3.2 固体颗粒参数化分析
•   3.3 弯管结构参数化分析
• 4 弯管最大冲蚀位置分析
•   4.1 颗粒直径对最大冲蚀角度的影响
•   4.2 管径比对对最大冲蚀角度的影响
•   4.3 不同管径比下最大冲蚀位置与颗粒轨迹
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨德成,朱宏武

关键词: 气固两相流,弯管,冲蚀速率,颗粒速度,质量流量,冲蚀模型,管径比

来源: 石油机械 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

基金: 中国石油科学研究与技术开发项目“海底管道维抢修方法及应急预案研究”(BK-11-02-J)

分类号: TE98

DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.10.021

页码: 125-132

总页数: 8

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