汇管对下游天然气管道速度场影响的数值模拟

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1、第44卷第1期当代化工Vo1．44．NO．12015年1月ContemporaryChemicalIndustryJanuary，2015汇管对下游天然气管道速度场影响的数值模拟谭欢，王淇(I．西南石油大学石油与天然气工程学院，四川I成都6105002．西气东输管道公司管道建设项目部，江苏镇江212000)摘要：对几种常见湍流模型的功能及局限性进行比较分析，得到最合适的模型。并利用CFD软件FLUENT对汇管下游DN100的直管道内部流场进行数值模拟，得到合理的速度场分布。通过对比三种不同工况下的速度场分布，得到三种特定工况条件下，汇管下游的天然气速度恢复

2、均匀稳定时的长度范围，如当Q为554m／h时，圆管内气体流动充分发展为稳定状态时的最短管道长度为17D，该长度范围对确定超声波流量计的现场安装位置具有很好的借鉴作用。关键词：汇管下游；FLUENT；湍流模型；速度场中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)01—0215—06NumericalSimulationofManifold’SEffectontheVelocityFieldofGasPipelineDownstreamTANHuan，WANGQi。(1．PetroleumandGasEngineeringColl

3、ege，SouthwestPetroleumUniversity,SichuanChengdu610500，China；2．PetroChinaWestEastGasPipelineCompany,JiangsuZhengjiang212000，China)Abstract：Bycomparativeanalysisofthefimctionsandlimitationsofseveralcommonturbulencemodels，themostsuitablemodelwasobtained．Thevelocityfieldindownstreamga

4、spipeofmanifoldwasnumericallysimulatedbycomputationalfluiddynamicssoftwareFLUENT．reasonablevelocityfielddistributionwasobtained．Bycomparingthevelocityfielddistributionofthreediferentoperatingconditions，thelengthrangeofdownstreampipingwhichmakevelocityfieldrestorestabilitywasobtain

5、ed，forinstance，whenQ=554m／h，thenecessaryshortestpipelengthiS17D．whichcouldprovidethereferencefordeterminingtheinstallationpositionofultrasonicflowmeter．Keywords：Downstreamofthemanifold；FLUENT：Turbulencemodel；Velocityfield随着现代天然气工业的迅速发展，天然气已经层流和湍流。湍流是在中、高雷诺数液体流动中观成为一种主力燃料。在天然气的采、运、

6、储、销、察到的非稳态的、非周期的随机运动，是一种连续用各个环节，其计量的准确性及可靠性对各方的成介质的流动形态，湍流是最普遍存在的。本、经济效益等有直接关系。对于现场实际计量管然而没有一个通用湍流模型能有效的解决所道，由于空间的限制，流量计上游不可避免的存在有湍流问题。为具体问题选择最合适的湍流模型要各种工艺设备和管件，如：弯管、汇管，而管道内考虑流体的物理眭质、精度等级、可实行的计算资气体流场分布的稳定性对流量计的计量准确度有很源和仿真模拟所需的时间量等因素，故需要了解各大影响，为了保证计量的准确度，应充分考虑流量个湍流模型的功能和局限性。对常用湍流模型

7、的功计上游各种工艺设备和管件对天然气流态的扰动影能和局限性进行对比分析如下表1所示。响“。为了降低研究的周期和成本，本文利用CFD其中，k—s湍流模型在工程应用中的发展最FLUENT软件对流量计上游、汇管下游的直管段进为成熟，积累的经验最丰富，该模型适用于各向同行三维建模和数值仿真，观察流人流量计的气体速性的均匀湍流流动，即该湍流模型能很好反映充分度剖面是否充分发展，通过分析该段气体速度场分发展的管流流动的实际情况。布规律，对现场流量计的安装具有很好的借鉴作用。结合本文具体应用，故采用标准k—s模型对1比较湍流模型汇管下游管道气体流态进行仿真，并利用FLU

8、ENT自然界中的流体流动状态主要有两种形式，即14．5进行实例分析