液固两相流盲三通冲蚀特性数值分析

作     者：李睿 孙治谦 刘志博 孙进慧 王振波 Li Rui;Sun Zhiqian;Liu Zhibo;Sun Jinhui;Wang Zhenbo

作者机构：中国石油大学(华东)新能源学院 

基　　金：国家自然科学基金项目“微湍流冲击下集输管道局部腐蚀行为的多尺度表征”(51774314) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2022年第50卷第1期

页      码：128-136页

摘      要：盲三通内特殊的"气垫"结构可以在节省空间的同时提升管道的抗冲蚀性能。为了分析液固两相流环境下弯管和盲三通内的流场分布,并对比其抗冲蚀性能,分析冲蚀机理,运用CFD-DPM方法对相同直径弯管和盲三通内的流场进行了数值计算。通过对几何模型进行网格无关性验证来确定最佳的网格数量,选用Realizable k-ε湍流模型、McLaury冲蚀预测模型和Forder壁面反弹恢复模型来计算冲蚀速率。分析结果显示:盲三通的最大冲蚀速率明显低于弯管;弯管的主要冲蚀部位位于中心区域的外侧壁面,盲三通的冲蚀区域主要位于相贯线附近和出料管底部;在盲三通内存在缓冲涡,可以阻止固体颗粒对壁面的直接撞击,从而减轻对管道的冲蚀;随着流体流速的增加,冲蚀逐渐加重,且流速较高时,冲蚀速率增加幅度越大;随着颗粒质量流量的增加,冲蚀速率呈线性增加,增长斜率随长径比的增大而减小。所得结果对于管道的设计选用及长周期安全运营有一定的参考价值。

主 题 词：液固两相流 盲三通 弯管 冲蚀 流场分析 长径比 数值模拟 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082003[082003] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2022.01.017

馆 藏 号：203107093...