為了保證天然氣的安全輸送,對以導(dǎo)流條全程起旋的水平管中氣固兩相螺旋流動進(jìn)行數(shù)值模擬研究。采用DPM模型和RNG k-ε模型對流體流場進(jìn)行流-固耦合計算,研究不同導(dǎo)流條安放角對水平管內(nèi)不同橫截面流動特性的影響,并引入管道旋流效能評價參數(shù)ξ來表征單位長度上壓降產(chǎn)生的旋流數(shù)大小,優(yōu)選出最佳安放角。研究結(jié)果表明:導(dǎo)流條安放角越大,切向速度越大,軸向速度越小,湍動能越強(qiáng),壓降越大,導(dǎo)流條安放角20°的管道溫度梯度變化較快,傳熱效率最高;在計算工況范圍內(nèi)整管段內(nèi)顆粒不會在管底沉積,安放角25°的管道導(dǎo)流條附近顆粒濃度極大值區(qū)域最大;安放角在10°～25°范圍內(nèi)每增加5°,參數(shù)ξ增加0.12,并在安放角25°時達(dá)到極值;當(dāng)安放角大于25°時,參數(shù)ξ開始減小,因此選取25°為最佳安放角。研究結(jié)果可為螺旋管流安全輸送天然氣水合物提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

網(wǎng)格劃分

采用SolidWorks軟件建立了不同規(guī)格導(dǎo)流條與管道組合的幾何模型,如圖2所示。水平管道直徑D=0.03 m,長L=2 m,從入口處開始加裝導(dǎo)流條。采用ICEM-CFD軟件對三維幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,全管采用非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格,網(wǎng)格劃分如圖3所示。圖2 導(dǎo)流條幾何模型

導(dǎo)流條幾何模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水合物法天然氣管道輸送的實驗研究[J]. 王樹立,饒永超,周詩崠,李建敏,王淼.  天然氣工業(yè). 2014(11)
[2]內(nèi)置雙旋線換熱管內(nèi)流動與傳熱數(shù)值模擬[J]. 吳金星,張燦燦,郭桂宏,王力,李亞飛,許克.  工程熱物理學(xué)報. 2014(08)
[3]咪唑離子液體抑制甲烷水合物生成實驗研究[J]. 李建敏,王樹立,饒永超,周詩崠,馬維俊,王淼.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(21)
[4]以紐帶起旋的氣液螺旋流實驗研究[J]. 王樹立,饒永超,武玉憲,周詩崠,孫璐.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2013(01)
[5]管內(nèi)含螺旋紐帶誘導(dǎo)的螺旋渦特性[J]. 劉雯,駱政園,白博峰.  化工學(xué)報. 2011(11)
[6]換熱器內(nèi)置彈簧脈沖流動防垢除垢實驗研究[J]. 竇梅,南碎飛,段培清.  高校化學(xué)工程學(xué)報. 2010(05)

博士論文
[1]水平軸圓管螺旋流水力特性及固粒懸浮機(jī)理試驗研究[D]. 孫西歡.西安理工大學(xué) 2000

碩士論文
[1]導(dǎo)流條安放角對筒裝料管道水力輸送特性影響的試驗研究[D]. 路明.太原理工大學(xué) 2007



本文編號：3573203