低温球罐大流量排液过程的流动特性

作     者：赵国锋 陈叔平 姚淑婷 谭风光 金树峰 吴宗礼 党战伟 ZHAO Guofeng;CHEN Shuping;YAO Shuting;TAN Fengguang;JIN Shufeng;WU Zongli;DANG Zhanwei

作者机构：兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司甘肃兰州730070 

基　　金：甘肃省科技重大专项(22ZD6GA026)基金资助 

出 版 物：《石油学报(石油加工)》 (Acta Petrolei Sinica(Petroleum Processing Section))

年 卷 期：2025年第41卷第1期

页      码：135-145页

摘      要：低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过程进行数值模拟,通过用户自定义函数(UDF)将初始切向速度与科氏力加载到计算流场,研究了不同初始切向速度及科氏力对排液过程、漩涡夹气的影响规律,并探究了漩涡演化规律。结果表明:初始流体静止时,科氏力是大流量排液过程中形成漩涡的主要原因,但科氏力对临界液位高度影响较小;流体具有一定初始切向速度时,初始切向速度起主导作用,科氏力可忽略;初始切向速度越大,临界液位高度越高,减弱切向速度的发展是抑制漩涡的重要举措;流场初始切向速度为0.003、0.009、0.018 m/s时,其临界液位高度分别低于0.682、0.714、0.848 m,排液管口发生微量空化。该结果可预测球罐大流量排液中漩涡运动,为排液系统优化设计提供数值计算依据。

主 题 词：低温液体 漩涡 临界液位高度 科氏力 数值模拟 球罐 

学科分类：080705[080705] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-8719.2025.01.014

馆 藏 号：203156968...