气液两相流在油气弯管处冲刷腐蚀数值模拟.pdfVIP

石　 油　 机　 械 　 　 　 　 　 　 　 　 — １０４ — ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ２０１５年　 第４３卷　 第１２期 ◀管道工程▶ 气液两相流在油气弯管处冲刷腐蚀的数值模拟∗ １ １ １，２ ２ １ 李　 洋　 曾祥国　 肖雨果 　 黄　 了　 陈　 成 （１ 四川大学建筑与环境学院　 ２ 四川中科达石油天然气新技术有限公司） 　 　 摘要： 为了定量描述输油管道弯管处由于流体方向改变引起的流体速度改变和压力波动的动 态行为， 以及管道内部的冲蚀磨损规律， 利用Ｆｌｕｅｎｔ 软件建立了９０°弯管冲蚀模型。 针对不同的 入口流速工况， 对弯头内部压力和速度场进行了数值模拟， 分析了流体在弯管段的流动和冲蚀规 律。 分析结果表明， 流体在经过弯管段时， 对管壁外侧压力先增大后减小， 并在该侧取得最大值； 弯管处流体流速和管壁压力变化剧烈， 该区域管壁冲刷腐蚀最为严重； 弯头使流体流场更加复杂， 增大了气泡溃灭的概率和弯管腐蚀速率； 随着流体速度增大， 管壁压力会增大， 管壁冲刷腐蚀速 率也随着流速增大而增大， 实际应用中应选择合理的流速。 关键词： 气液两相流； 弯管； 腐蚀速率； 冲刷腐蚀； 流速； 数值模拟 － 中图分类号： ＴＥ８３２　 文献标识码： Ａ　 ｄｏｉ： １０１６０８２／ ｊｃｎｋｉｉｓｓｎ１００１ ４５７８２０１５１２０２３ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｅｌｂｏｗ Ｅｒｏｓｉｏｎ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ Ｇａｓ⁃ｌｉｑｕｉｄ Ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ Ｆｌｏｗ １ １ １，２ ２ １ Ｌｉ Ｙａｎｇ 　 Ｚｅｎｇ Ｘｉａｎｇｇｕｏ 　 Ｘｉａｏ Ｙｕｇｕｏ 　 Ｈｕａｎｇ Ｌｉａｏ 　 Ｃｈｅｎ Ｃｈｅｎｇ （１Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ； ２Ｓｉｃｈｕａｎ Ｚｈｏｎｇｋｅｄａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ ， Ｌｔｄ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ ｔｈｅｆｌｕｉｄｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｔｅｒ⁃ ｎａｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｄａｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ａｔ ｔｈｅ ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｅｎｄ， ａｎ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ９０° ｂｅｎｄ ｈａｓｂｅｅｎ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＦｌｕｅｎｔＴｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｉｄｅ ｅｌｂｏｗ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｌｅｔ ｆｌｏｗ ｒａｔｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｌｏｗａｎｄｅｒｏｓｉｏｎｒｕｌｅＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｆｌｕｉｄｐａｓｓｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ ｅｌｂｏｗ ｓｅｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｗａｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｓＴｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ｏｂ⁃ ｓｅｒｖｅｄ ｏｎｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｗａｌｌＴｈｅｆｌｏｗ ｒａｔｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｔｈｅ