盲通管与直弯管的内壁液固双相流冲蚀数值模拟初探

秦伟杰¹，张强¹，夏成宇¹，刘蒙¹，黄剑¹，武进虎¹，王旭东²

1. 湖北长江大学机械与工程学院2. 中石油西南油气田公司页岩气研究院

摘 要：针对管道在流体流向急剧改变处受到的冲刷腐蚀问题,采用离散相DPM(Discrete Phase Model)模型,利用FLUENT软件对盲通管和直弯管进行分析仿真。通过改变入口速度、质量流量、固体颗粒大小、直弯管弯曲半径及盲通管的不同堵头长度和管径来探究每个因素对冲蚀速率的影响。结果表明:在其他条件相同情况下,盲通管和直弯管的最大冲蚀率随入口速度的增长呈现指数上升的趋势;随着固相颗粒直径增加,直弯管的最大冲蚀率呈线性增加,盲通管最大冲蚀率在颗粒直径为250～400μm呈平缓趋势,在小于250μm和大于400μm的范围内线性增长;随着直弯管弯曲半径的增大,直弯管的最大冲蚀率线性减小;通过改变盲通管的堵头长度发现盲通管堵头的长度变化不会对冲蚀率的大小产生明显影响,但盲通管的冲蚀速率会随着盲通管管径变大而减小,冲蚀区域随着管径的变大而减小且位置逐渐向管道上端移动。数值模拟的研究结果可为优化管道铺设提供相应的理论依据。

关键词：直弯管;盲通管;冲刷腐蚀;最大冲蚀率;数值模拟;