基于FLUENT的压力管道内部流场分析.pdf

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1、第43卷第6期当代化工Vo1．43．NO．62014年6月ContemporaryChemicalIndustryJune，2014基于FLUENT的压力管道内部流场分析张宇，栾江峰，张斯亮(辽宁石油化工大学，辽宁抚顺l130011摘要：针对压力管道，利用计算流体动力学软件FLUENT，对其内部流场进行了数值模拟，得到了管道内部合理的压力场分布。通过对比三种不同直径的压力管道，得到了管道直径对其内部压力场影响的变化规律；同时本文探索了温度对管道内部流场变化规律的影响，为今后压力管道的设计和使用提供了一定的借鉴作用。关键词：压力管道；数值模拟；FLUENT中图分类

2、号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)06—1106—03AnalysisonFlowFieldinPressurePipelineBasedonFLUENTZHANGYu，LUANJiang-feng，ZHANGSi-liang(LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushunl13001，China)Abstract：TheflowfieldinpressurepipelinewasnumericallysimulatedbycomputationalfluiddynamicssoftwareFLU

3、ENareasonablepressurefielddistributionwasobtained．Bycomparingpressurefielddistributionsofthreediferentdiameterpressurepipelines，efectofpipelinediameteronthepressurefieldwasobtained；Atthesametime，influenceoftemperatureontheflowfieldinthepipelinewasinvestigated，whichcouldprovidetherefe

4、renceforuseanddesignofpressurepipelinesinthefuture．Keywords：Pressurepipeline；Numeficalsimulation；FLUENT压力管道的应用十分广泛，在石油、天然气运080mm时，网格总数为684894个，节点总数179输领域中起着极其重要的作用，压力管道的壁厚与170个。管道计算域三维网格如图1所示。选用材料、外界温度和其内部所受压力密切相关，长期以来对它的研究一直没有间断过，其中大多数是对压力管道的裂纹扩散”。和温度差降进行研究，而本文针对管道直径的变化，试图找出其对管道内部的压

5、力场变化的影响，并且进一步讨论了温度对压力管道内部压力场变化的影响，进而也影响图1压力管道计算域网格划分示意图Fig．1Pressurepipelinecalculationdomainmeshing管道壁厚和材料的选择，随着有限元理论的发展和diagramCFD技术的进步，在国内外学者研究的基础上，1．2计算方法利用计算流体动力学软件FLUENT，采用k—s湍任何物质的流动都必须满足连续性方程。本文流方程对管道内部流场进行了数值模拟，得到了合主要研究燃料油在管道内部的流动特性，假设，它理的结果，为大口径压力管道的进一步优化提供了可以看作是不可压缩流动，故其在空

6、间直角坐标系一定的理论依据。下的连续性方程为：1计算模型++：0(1)ax6z1．1几何建模与网格划分本文中压力管道直径D=d，其中d-720mm，1其中：Vx、、一速度矢量在、Y、z方向的分量。080mm，1440mm，长度L=12800mm；流体介质管道中液体的流动可以近似为定常、不可压缩选用燃料油，管内流动为湍流。在使用GAMBIT软流，本文中燃料油在管道内作湍流运动，采用标准件划分网格时，采用Cooper网格划分方式，当D=1k—s湍流方程来描述液体在压力管道内的流动状收稿日期：2013-12—11作者简介：张宇(1986一)，男，辽宁铁岭人，硕士研究生

7、，研究方向：从事化工过程机械技术工作。E-mail：yzhang0419@i63．com。通讯作者：栾江峰(1974一)，男，辽宁沈阳人，副教授，博士，研究方向：从事化工过程机械技术工作。E-mail：ljfdd2001@126．com。1108当代化工2014年6月从图中可以看出，随着初始温度的升高，管道件对压力管道进行应力分析，以此对其进一步的研内部压力和速度都有减小的趋势，并且在温度从25究。℃到40℃的过程中，压力与速度都几乎不变，达参考文献：到了极小值。由此可知，温度只有在小于25℃时，[1]姚安林，胡益平，曾祥国，等．高压输气管道内裂纹相互作用的有对

8、该直径的压力管道内部流场