输油管道低洼处水携杂质规律研究

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1、输油管道低洼处水携杂质规律研究【摘要】管道安全对石油输送至关重要，尤其对于海上石油输送，砂粒杂质堵塞管道的情况时有发生。为此，本文通过对管道低点处沉积的杂质为研究对象，通过数值模拟的方法对杂质运动规律进行分析。本文选用欧拉-欧拉模型，湍流模型为Realizablek-?着，模拟结果表明水流速对管道弯管处杂质清除具有很大的影响，当水流速v<0.3m/s时，颗粒杂质在弯管处出现沉积，影响了管道运输安全。流速低，携带泥沙的能力有限。【关键词】低点；流速；杂质沉积；弯管；携带能力TheresearchaboutabilityofwatercarryimpuritiesatTheLow-lying

2、placeinoilpipeLIUBinglJIANGGuo-yelCHENSui-feng2(1.CivilAviationUniversityofChinaTianjin300300,China；2.SuianCleaningandProtectionEngincoringCo.,Ltd,DongguanGuangdong523000,China)[Abstract]ThesafetyofPipelineisveryimportantforthetransportionofo订，especiallyforseaborneoiltransportation,itoftenoccurth

3、atPipelinewasblockedbysandoTherefore,thisarticleresearchthedepositionofsandinlowpipelincandanalysethelawoftheimpuritiesmotionthroughthemethodofnumericalsimulatioriothisarticleselectstheeulcr-eulermodeLturbulencemodelisRealizable,theresuItsshowthatthewatervelocityhasagreatinfluenceonclearingawayth

4、eimpurityelbowatthebend,whenthewatervelocityv<0.3m/s,theimpurityparticlesdepositsatthebend,whichaffectsthesafetyofpipelinetransport,Theabilityoflowf1owvelocityisfinite。[Keywords]Low-point；Velocity；Impuritydeposition；Bend；Carryin£capacity0引言??统计，截至2004年底，兰成渝管道[1]因杂质堵塞干线过滤器、减压阀等设备造成的停输事故占总停输事故量的90%

5、以上。而对于管道低点处，杂质的沉积情况更加严重。截至2008年6月某海底管道发生故障[2],管道有明显的泥沙沉积现象，砂沉积厚度最大处为弯管的低点，厚度约为7伽。文章通过沉积砂对缓蚀效率等的影响分析，沉积物的堆积不仅直接影响缓蚀剂的缓蚀效率，同时也为SRB的生长提供有利环境，会加速海底管道腐蚀，当内管发生腐蚀后，内管物质进入内外管环空，造成与环空空隙内的氧气结合，引起H2S及微生物和内管外壁间的缝隙腐蚀。综上所述，管道低点处杂质沉积不仅对管道增加了管道的摩阻损失，而且成为腐蚀管道比较严重的地方，严重影响了石油运输安全[3]以及油品质量。所以，管道低点处杂质的清理工作迫在眉睫。为此，本文通

6、过模拟，根据管输油品自身具有一定的冲刷携带能力，利用上游来流将管道低点处杂质混合物携带出去，木研究既可减轻管道的内腐蚀，又能减少阻塞事故。综上所述，研究油流排除管中杂质对保障成品油管道的安全运营具有重要的价值。1模型的建立1.1物理模型本文选取DN273的钢管为实验管道，分为前半段、弯管段、倾斜段三部分组成，其中前半段、倾斜段为3000mm,如图1,以上倾角为45。为例作图。图1弯角为45。管道几何模型1.2数值模型建立1.2.1基本方程本文采用欧拉-欧拉模型进行分析，流体中含有水和砂粒，因此，基木方程需要分别考虑两相[4]o颗粒相的连续方程(Pla1)+?荤？(aIP1V1)=ml2-

7、a1水相的连续方程(P2a2)+?荤？(a2P2V2)=m21-a2式中VI和V2为各相速度；ml2和m21为两相Z间质量传递。动量守恒方程水相的动量守恒方程(aPV)+?荤？(aPVV)=-a?荤p+?荤？？子+apg+K(V2-V1)?子二a?滋(？荤V+?荤V)颗粒相的动量导恒方程(apV)+?荤？(apVV)=-a?荤p-?荤p+?荤？？子+apg+K(V-V)?子二a?滋(？荤V+?荤V)+a?姿-？滋？荤?V式中，？姿为