基于流场数值模拟的射流清管器喷嘴优化设计

作     者：孙兆强 张行 刘保余 张博钊 高阳 SUN Zhaoqiang;ZHANG Hang;LIU Baoyu;ZHANG Bozhao;GAO Yang

作者机构：中国石化管道储运有限公司221008 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院 河北安科工程技术有限公司 

基　　金：国家重点研发计划资助项目“油气长输管道及储运设施检验评价与安全保障技术”,2016YFC0802100 清华大学摩擦学国家重点实验室开放资金资助项目“天然气管道黑粉清除效率及聚氨酯皮碗的摩擦磨损行为研究”,SKLTKF17B10 

出 版 物：《油气储运》 (Oil & Gas Storage and Transportation)

年 卷 期：2020年第39卷第2期

页      码：201-208页

摘      要：天然气管道中的黑粉严重影响管输效率与安全,现有的带皮碗、磁铁及钢刷的清管器对黑粉的清除效率较低,且易出现卡球现象。射流作用产生的冲击流场对管内积液、杂质的清除效果较好,基于射流原理提出了利用射流清管器清理天然气管道黑粉的方法。为了达到最佳的射流清除效果,需要优化清管器喷射组件中文氏管喷嘴的关键结构参数。文氏管喷嘴结构包括收缩段、水平段及扩散段,其中扩散段的参数对射流效果起关键作用。基于计算流体力学的原理,以Fluent软件为模拟工具,选定实际气体状态模型定义管道内天然气参数,考虑文氏管喷嘴扩散段中扩散长度与扩散角的影响,对清管器的射流过程进行仿真分析。通过比较不同扩散段参数模型在射流流场中流速和湍流动能的云图以及变化曲线,得到具有最佳射流效果的天然气管道射流清管器喷嘴结构。

主 题 词：天然气管道 射流清管 喷嘴 Fluent 数值模拟 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080706[080706] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 082003[082003] 

D　O　I：10.6047/j.issn.1000-8241.2020.02.011

馆 藏 号：203886063...