管道内检测器泄流状态温度场湍流分析

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1、万方数据2014年管道技术5设各2014箜!塑!!旦!!!些里!堕尘旦些竺鱼垦鱼竺i里里呈坐塑旦：!管道内检测器泄流状态温度场湍流分析刘畅．杨理践(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：为防止输气管道内检测器泄流状态下形成冰堵，研究了内检测器泄流状态下温度场的变化规律。根据内检测器实际运行状况，建立内检测器泄流装置模型，利用计算流体动力学软件ANSYSCFX14．0分别对不同泄流面积、不同压差下的温度场变化情况进行仿真。结果表明，温度的降低量与内检测器泄流面积及泄流前后压差有关。通过对内检测器泄流前后温度场分析，可预测泄流状态下天然气流经内检测器后

2、温度的降低量。关键词：泄流状态；温度场；湍流模型；剪切应力输运模型中图分类号：TE8文献标识码：A文章编号：1004—9614(2014)05-0007—04TemperatureFieldTurbulenceAnalysisofthePipelineInnerDetectorinaDischargeStateLIUChang，YANGLi-jian(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Toprevent

3、theformationoficeblockingthroughgaspipelineinnerdetectorinadischargestate，thevariationofthetemperaturefieldwasstudied．Accordingtotheactualoperatingconditionsoftheinnerdetector，theinnerdetectordischargedevicemodelisestabhshed，usingcomputationalfluiddynamicssoftwareANSYSCFX14．0respectively

4、tosimulatethetempera-turefieldofdifferentdischargeareasandpressures．Theresultsshowthatthetemperaturedropdependsonthedischargea呦andthepressuredifferencebeforeandafterdischarge．Throughananalysisofthetemperaturefieldbeforeandafterthedischarge，thusmakingitpossibletopredictthetemperaturedropo

5、fgasflowingthroughdetectorunderthedischargestate．Keywords：dischargestate；temperaturefield；turbulencemodel；shearstresstransportmodel0引言输气管道内检测器在管道中依靠输送介质作为推动力行进。通过控制内检测器泄流孔面积尺寸，改变泄流装置前后的压差，从而使运行速度保持在最佳的范围之内¨。2】。在泄流过程中，气体压力降低，温度下降。当温度低于水露点时，天然气中的气体分子容易和水形成天然气水合物，造成管道的堵塞，降低管道输运效率。利用孔板流量计构造内

6、检测器泄流孔模型，可以对泄流前后压力场、速度场进行数值分析∞]。孟浩龙等用一阶迎风和中心差分格式离散管道内检测器附近流场的控制方程，并利用SIMPLE算法求解内检测器周围的流场H一。文中研究输气管道内检测器不同泄流面积下温度变化与泄流前后压力、质量流量之间的关系，通过基金项目：十二五国家科技部支撑计划资助项目(2011BAK06801一03)；国家高技术研究发展计划863资助项目(2012AA040104)收稿日期：2014—02—18收修改稿日期：2014一04-25六面体网格划分，采用CFXl4．0软件仿真分析得出泄流状态温度场的变化来防止冰堵的形成。1内检测器泄流

7、状态模型的建立1．1输气管道内检测器的节流原理天然气在输气管道内流动，通过突然变窄的孔道(如孔板或针形阀孔眼)时，由于局部阻力，气体的压力降低，这种现象称之为节流。气体流经泄流孔时，泄流面积明显减小，流速增加，经过泄流孔后，泄流面积逐渐增大，流速明显降低。由于气体流速较高，通过泄流孔时与外界产生的热交换通常忽略不计，节流过程可以看成绝热过程。天然气通过泄流孔时，在孔口附近的气流会发生扰动，因此节流过程是不可逆过程。1．2输气管道内检测器泄流状态模型输气管道内检测器是一个复杂的曲面实体，根据泄流装置主要特征，简化内检测器模型，如图I所示。天