弯管液固两相流冲蚀失效模拟分析-表面技术

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1、表面技术第45卷第8期·124·SURFACETECHNOLOGY2016年08月表面失效及防护弯管液固两相流冲蚀失效模拟分析曹学文，胥锟，彭文山（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛266580）摘要：目的分析流体参数、砂粒参数、环境参数对液固两相流弯管冲蚀失效的影响。方法利用FLUENT模拟弯管冲刷腐蚀，分析流速、粒径、砂粒质量流量、操作压力、重力方向对弯管冲蚀的影-82-7响。结果管内流速从2m/s增加到10m/s，最大冲刷腐蚀速率从8.86×10kg/(m·s)增加到2.45×102-72kg/(m·s)；颗粒粒径从75μm增加到200μm，再增加

2、到550μm，最大冲蚀速率先从2.04×10kg/(m·s)-72-72减小至1.5×10kg/(m·s)，后增加到2.66×10kg/(m·s)；砂粒流量从0.05kg/s增加到0.25kg/s，最-82-72大冲蚀速率从8.56×10kg/(m·s)增加到3.20×10kg/(m·s)；管内操作压力从0.1MPa增加到0.9MPa，-72-72最大冲蚀速率从1.50×10kg/(m·s)减少至1.25×10kg/(m·s)；弯头出口由垂直向下位置变化为垂直-72-72向上，冲刷腐蚀速率从1.50×10kg/(m·s)逐渐增加至1.86×10kg/(m·s)。结论流

3、速与冲刷腐蚀呈正相关关系；随着砂粒直径的增加，最大冲刷腐蚀速率先减小后增加；在一定范围内，最大冲刷腐蚀速率随着砂粒流量增加而增加；管内操作压力的变化对冲蚀减弱现象影响不明显；出口垂直向上时，冲蚀破坏最严重。关键词：液固两相流；弯管；冲蚀；粒径；砂粒流量中图分类号：TG172文献标识码：A文章编号：1001-3660(2016)08-0124-08DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.021SimulationandAnalysisofLiquid-SolidTwo-phaseFlowErosionFailureinPip

4、eBendsCAOXue-wen,XUKun,PENGWen-shan(CollegeofPipelineandCivilEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China)ABSTRACT:ObjectiveToanalyzetheeffectsoffluidparameters,sandparametersandenvironmentparametersonerosionfailureinelbowforliquid-solidtwo-phaseflow.MethodsSoftwareFLUENTw

5、asusedtosimulatetheelbowerosion-corrosionandanalyzetheinfluenceofflowvelocity,particlediameter,sandmassflow,operatingpressureandgravitydirectiononelbow-8erosion.ResultsAstheflowvelocityincreasedfrom2m/sto10m/s,themaximumerosionrateincreasedfrom8.86×102-72kg/(m•s)to2.45×10kg/(m•s).Asthep

6、articlediameterchangedfrom75μmto200μmandthengrewupto550μm,the收稿日期：2016-03-10；修订日期：2016-05-14Received：2016-03-10；Revised：2016-05-14基金项目：国家重点研发计划重点专项（2016YFC0802301）Fund：SupportedbytheSpecialResearchandDevelopmentoftheNationalKeyProgram(2016YFC0802301)作者简介：曹学文（1966—），男，教授，博导，主要研究方向为天然气处理与

7、加工、管道完整性管理相关技术。Biography：CAOXue-wen(1966—),Male,Professor,Doctoralsupervisor,Researchfocus:naturalgasprocessingandprocessingtechnology,thepipelineintegritymanagement.第45卷第8期曹学文等：弯管液固两相流冲蚀失效模拟分析·125·-72-72-7maximumerosionratefirstdecreasedfrom2.04×10kg/(m•s)to1.5×10kg/(m•s)andth