基于ANSYS Workbench的天然气渐扩管冲蚀磨损仿真模拟

论文摘要

为了研究含砂天然气集输管道渐扩管的冲蚀磨损现象。运用ANSYS软件建立渐扩管流场的Euler多相流、流固耦合及冲蚀模型,分析渐扩管的应力分布、流动特性及冲蚀效果,并与突扩管进行比较;通过改变管道入口流速、颗粒粒径、颗粒质量流率等参数,对渐扩管流场特性及冲蚀规律进行分析。结果表明,渐扩管应力集中在喉部及出口管段内壁面,冲蚀区域集中在出口管段下表面及出口处,出口管段冲蚀区域呈"椭圆形",出口处冲蚀区域呈"U"形;突扩管应力集中在进口管段与出口管段交界处的上壁面,冲蚀区域位于进口管段;渐扩管冲蚀速率随入口流速增加先增大后减小再增大,随颗粒粒径的增加先增大后减小最终趋于稳定,随颗粒质量流率增加呈线性增长;相同条件下,突扩管最大等效应力是渐扩管的1.73倍,变形位移是渐扩管的1.77倍,而渐扩管冲蚀较为严重,最大冲蚀速率是突扩管的1.7倍。

论文目录

• 1 计算模型
•   1.1 多相流模型
•   1.2 湍流模型
•   1.3 冲蚀模型
•   1.4 流固耦合控制方程
•     （1）流体控制方程
•     （2）固体控制方程
•     （3）流固控制方程
• 2 几何模型及网格划分
•   2.1 几何模型
•   2.2 网格划分
• 3 物性参数及边界设定
•   3.1 物性参数
•   3.2 边界设定
• 4 计算结果及分析
•   4.1 静力学分析
•   4.2 冲蚀磨损分析
•     4.2.1 冲蚀磨损对比分析
•     4.2.2 入口流速对渐扩管冲蚀效果的影响
•   4.3 颗粒粒径对渐扩管冲蚀效果的影响
•   4.4 颗粒质量流率对冲蚀磨损的影响
•   4.5 冲蚀影响因素对比分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王博,徐鑫,陈一鸣,张秋实,王卫强

关键词: 天然气渐扩管,应力分析,冲蚀磨损,流固耦合

来源: 润滑与密封 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,石油天然气工业

单位: 辽宁石油化工大学石油天然气工程学院

基金: 辽宁省自然科学基金指导计划项目(20180550745)

分类号: O35;TE863

页码: 86-95

总页数: 10

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