彎管在油氣集輸管道中應用廣泛,但容易發(fā)生沖刷磨損而造成泄漏事故,因此有必要對其沖刷磨損因素進行深入研究。基于流體動力學原理,借助CFD軟件,應用DPM模型對油氣集輸管網中彎曲管道進行流場分析。結果表明:彎曲管道的沖刷磨損受到流體流速、管徑以及曲率半徑等多種因素影響;流體對管道沖刷磨損影響最大區(qū)域集中在彎管外側;受到的沖刷磨損速率與入口流速和管徑成正比;增大曲率半徑會減弱流體對彎管內壁沖刷磨損的影響。該研究結論可為管道沖刷磨損防護提供一定的理論依據。 

【文章來源】：油氣田地面工程. 2020,39(03)

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

典型90°彎曲管道物理模型

采用FLUENT前處理軟件GAMBIE對彎曲管道物理模型進行網格劃分，圖2所示為典型90°彎曲管道網格劃分圖。進行數值模擬計算之前對網格獨立性進行考核，綜合考慮計算結果精度、誤差和計算時間，最終選擇網格數為165 000個。根據網格考核尺寸不同物理模型劃分網格數量如表1所示。本文借助CFD軟件，采用DPM模型，入口邊界條件采用速度進口，出口邊界條件采用壓力出口，管道兩側內壁設置法向和切向反彈系數為多項式函數，壓力和速度采用SIMPLEC方式進行耦合，相處理方式選用COMPRESSIVE。環(huán)境溫度為25℃，重力加速度為9.81 m/s2。其中法向和切向反彈系數為多項式函數，采用系統(tǒng)默認值進行設置。

(1）管內壓力分布。圖3所示為典型90°彎管管內壓力分布云圖。在入口處直管段其壓力分布均勻，當到達彎管段時，由于離心力的作用，彎管段外側壁面所受壓力遠遠大于內側壁面，相差約15 MPa；由于粒子在彎管處碰撞的能量損失，出口處彎管段的壓力分布趨于均勻，但是其壓力值較入口處相比下降了約1個數量級。因此，從流動過程中的管內壓力分布來說，彎管處的外側壁面受到的作用力遠遠大于內側壁面，并且在彎管處的碰撞作用消耗了大量的能量。圖4 彎管湍動能分布云圖

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3376795