颗粒属性对输气管道渐缩管冲蚀磨损的仿真预测

• 作者: 吴玉国 孙岩 徐鑫
• 来源期刊: 辽宁石油化工大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 颗粒属性 输气管道 气固两相流 渐缩管 冲蚀磨损 仿真预测
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 石油与天然气工程
• 页码范围: 45-51
• 页数: 7页
• 分类号: TG172
• 字数: 4081字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2020.03.009

摘要

在输气管道中,气固两相流对管道内壁造成冲蚀磨损,渐缩管中冲蚀磨损情况尤为严重.利用计算流体动力学相关知识,通过CFD仿真软件建立模型,运用流固双向耦合方程,采用标准k-ε模型和DPM模型进行分析.探究入口流速、固体颗粒粒径以及颗粒质量流率对渐缩管冲蚀磨损现象的影响,预测渐缩管中易发生冲蚀磨损的位置以及天然气的最佳流速.结果表明,当入口流速从5 m/s增大到25 m/s时,渐缩管最大冲蚀速率先增加后减小再增加;当入口流速为15 m/s时,冲蚀速率降至最小,为1.76×10-6 kg/(m2·s);当颗粒粒径从0.5 mm增大到4.5 mm时,最大冲蚀速率先由4.23×10-6 kg/(m2·s)增加至7.56×10-6 kg/(m2·s),而后又逐渐减小至2.68×10-6 kg/(m2·s);在入口流速为15 m/s的情况下,当颗粒质量流率从0.1 kg/s增大到0.6 kg/s时,最大冲蚀速率从1.76×10-6 kg/(m2·s)增加至1.00×10-5 kg/(m2·s).渐缩管冲蚀磨损区域主要位于渐缩管喉部下壁面、距离喉部2D区域的收缩管段下壁面及2D区域以外的收缩管段上壁面,并且上壁面冲蚀磨损区域近似呈"U"型对称分布.在输气过程中,气体流经渐缩管的最佳入口流速应为15 m/s.为预防冲蚀磨损,颗粒粒径不宜过小,质量流率需控制在合理范围内.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴玉国	辽宁石油化工大学石油天然气工程学院	80	531	11.0	19.0
2	孙岩	辽宁石油化工大学石油天然气工程学院	4	7	2.0	2.0
3	徐鑫	辽宁石油化工大学石油天然气工程学院	5	1	1.0	1.0