低压水射流空化喷嘴油管清洗数值模拟与试验研究

作     者：郭世建 王尊策 徐德奎 赵海江 GUO Shi-jian;WANG Zun-ce;XV De-kui;ZHAO Hai-jiang

作者机构：东北石油大学黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163453 大庆钻探工程公司运输一公司运输五分公司黑龙江大庆163412 

基　　金：黑龙江省青年科学基金 项目号:QC2016003 东北石油大学研究生创新科研项目 项目号:YJSCX2016-021 NEPU 

出 版 物：《当代化工》 (Contemporary Chemical Industry)

年 卷 期：2018年第47卷第9期

页      码：1972-1977页

摘      要：油管内壁结垢、结盐、结蜡、锈皮、稠油堆积等现象会造成内壁空间减小,增大了输油阻力,耗费了大量的电能,严重时甚至造成油管堵塞。为了揭示空化射流清洗油管的清洗机理,研究空化射流喷嘴的射流特性,提出了一种角形空化喷嘴模型。课题设计制造了低压空化水射流油管内壁清洗实验台,利用空化产生的气泡在破灭瞬时产生高温高压来清洗油管内壁。实验台采用电动控制小车在滑道上前后限位行走,转杆带动前端空化喷头在油管内壁进行旋转喷射,低压清洗油管内壁。采用ICEM软件进行了模型的网格划分,采用VOF模型对空化喷嘴内部流场进行了数值模拟,得到了速度场、压力场、气相体积分数的分布规律。通过高速摄像机拍摄了清洗内壁过程,模拟结果与试验验证结果符合良好,效果显著,既降低了高压设备清洗带来的危险,又降低了高压射流带来的不必要的成本。研究结果表明:进水压力在11~13 MPa左右时,喷嘴空化性能和冲洗效果最好;射流液体的温度对空化的影响较大,在50℃附近时气体含量开始起主导作用。该研究成果对于油管清洗实验台及喷嘴选择具有一定的指导意义。

主 题 词：低压 水射流 空化 油管 数值模拟 高速摄像 

学科分类：081704[081704] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 081701[081701] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-0460.2018.09.057

馆 藏 号：203374529...