基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟

针对管道的冲蚀磨损问题,基于液固两相流理论及离散相模型,应用Fluent有限元分析软件,建立了排污管道的二维有限元模型。结果表明,含固体颗粒的液体对排污管道产生的冲蚀磨损,主要集中在分支管与总管的交接处。研究方法对排污管道的设计具有一定的参考价值。     

低压蒸汽管道气液两相流数值分析

采用Ansys Fluent 17.0对管道模型进行气液两相流数值分析,采用Euler模型计算出液相比例在5%、10%、15%时,对应液态颗粒直径分别为0.01mm、0.04mm、0.08mm时,管道内中轴面处静压流场分布和气液两相分布情况。模拟结果表明:增大液相浓度和液相颗粒直径都会导致压力损失,湍流增强,但增大颗粒直径的影响明显大于增大液相浓度。     

原油输运弯管中液固两相流冲蚀仿真研究

利用CFD冲蚀计算模型,对弯径比为2的两种不同口径弯管在不同的压力、温度和流速工况下展开冲蚀仿真研究。研究发现温度对冲蚀结果影响较大,原油输送温度为60℃,输送速度为4m/s时,弯管的弯头平均冲蚀率达到较低值。DN50弯管的冲蚀位置分布在45°～75°位置,DN100弯管的冲蚀位置分布在60°～75°位置,研究结果为原油输送管路安全防护提供一定参考依据。     

固液两相流渐缩管冲刷特性的数值模拟

为研究固液两相流下油气田输送管道渐缩管的冲刷特性,在液固两相流条件下,在Workbench中建立倾角为3°、8°、13°、18°和23°的渐缩管物理模型,利用ANSYS-Fluent软件对渐缩管段进行冲刷特性数值模拟,同时分析入口流速、渐缩段倾角、砂粒浓度、砂粒粒径四个参量对渐缩管段的冲刷破坏规律。结果表明：流速、动压、剪切应力、湍流动能沿渐缩段流动方向逐渐增加,而静压沿渐缩段流动方向逐渐减小,砂粒浓度在渐缩段底部较高。最大冲刷速率随入口流速、渐缩段倾角和砂粒浓度增加而增大,砂粒粒径对冲刷速率的影响较为复杂,随砂粒粒径增加,冲刷速率先减小,后增大,随后又减小,最终趋于平稳。本文固液两相流渐缩管冲刷特性的数值模拟结果可为油气生产中管道变径管段冲刷控制与防护提供有价值的理论指导。     

液固两相流中磨蚀-腐蚀的数值模拟

Erosion-corrosion of liquid-solid two-phase flow occurring in a pipe with sudden expansion in cross-section is numerically simulated in this paper. The global model for erosion-corrosion process includes three main components: the liquid-solid two-phase flow model, erosion model and corrosion model. The Eulerian-Lagrangian approach is used to simulate liquid-solid two-phase flow, while the stochastic trajectory model was adopted to obtain properties of particle phase. Two-way coupling effect between the fluid and the particle phase is considered in the model. The accuracy of the models is tested by the data in the reference. The comparison shows that the model is basically correct and feasible.     

低压蒸汽管道气液两相流场数值分析

采用Ansys Fluent 17.0对管道模型进行气液两相流数值分析,采用Euler模型计算出液相比例在5%、10%、15%对应液态颗粒直径分别为0.01 mm、0.04 mm、0.08 mm时,管道内中轴面处液相流场速度云图和液相浓度分布云图。模拟结果表明:增大液相浓度和液相颗粒直径会导致出口管道中紊流现象加剧。     

T型弯头不同工况的冲蚀磨损数值模拟研究

运用Fluent软件中的DPM模型对不同固体颗粒浓度和入口速度情况下的T型弯头冲蚀磨损进行数值模拟研究。通过数值模拟得出T型弯头中流场分布情况以及严重冲蚀部位。结果表明,在盲管区域产生旋涡,充当保护垫作用,减缓壁面冲蚀;在相同颗粒浓度情况下,T型弯管的冲蚀速率随着入口速度的增大而非线性上升,严重冲蚀区域的尺寸将发生变化;在相同入口速度下,T型弯头的冲蚀速率随着颗粒浓度的增加而接近于线性上升,严重冲蚀区域的尺寸几乎不变。     

焦油切割泵固液两相流数值分析

分析了不同颗粒大小、转速及转子安放角度对切割泵内流线及固体颗粒分布的影响。结果表明,小流量时进口区域涡流严重,流量对固相浓度分布影响不大;颗粒和浓度越大,转子工作面固相浓度越高,对转子表面的磨损与冲蚀越严重;增大转速可以提高粉碎效率,但是对设备的使用寿命有影响。     

离心泵固液两相流理论简述

根据近年来国内外对固液两相流动理论在离心泵领域中应用的试验研究成果，结合笔者在离心式渣浆泵研制设计实践，定性或定量分析了两相流体在泵流道中的流动及其轨迹情况，并给出了以水为载体的渣浆分类及其性质参数的确定，离心泵输送性能的影响修正图表和方法。     

管式离心机固液两相流场的数值模拟

简单介绍了管式离心机的主要技术状况、不足及FLUENT软件;在简化的基础上,从单一相连续方程入手建立了管式离心机内的固、液两相流动数学模型,通过计算网格划分和边界条件的确定,用FLUENT二维数值模拟了该机内的两相流流场及随时间变化的分离状况,得出了直观的机内不同截面上的速度分布及分离颗粒的体积分布云图。模拟结果符合该机的运行规律,为进一步深入研究奠定了基础。     

输气管道冲蚀磨损数值模拟研究

管道冲蚀泄漏是石油炼制工业中经常发生的一种失效形态,是管道安全运行过程中亟待解决的热点问题之一。为研究输气管线的冲蚀磨损分布规律,采用DPM计算模型,对某集输场站输气管线的流场和磨损情况进行数值模拟研究,根据计算得到的磨损速率大小对管件磨损风险进行排序。研究结果表表明:在相同条件下,盲三通、三通和弯头的磨损速率要高于直管,盲三通、三通和弯头的磨损速率要根据流速和流向等综合判定。对于较长直管线,由于固体颗粒的沉降,导致管线底部发生轻微磨损。该研究可指导输气管道的检测,节约管道系统的运行检测成本,切实提高输气管道系统运行的适应性、可靠性、长期性和安全性。     

水煤浆管道冲蚀磨损数值研究

基于非牛顿幂率流体模型,结合水煤浆流变性及管内流动规律建立了水煤浆管道输运控制方程,针对流体流经弯头、变径、三通、补偿器等特殊管件过程进行三维数值模拟,分析了不同工况下管道内壁面剪切应力的分布规律,并给出了不同管件易发生磨损失效的具体位置,可为工程实际应用提供一定的理论指导.     

天然气管道不稳定流动数值模拟计算

为了充分认识下游调压阀喘振对上游管道影响规律,文章以济渡站—河舒站天然气输送管道为研究实例,根据天然气管道流动基本方程,建立天然气管道动态仿真数学模型,采用特征线法模拟计算天然气管道不稳定流动。分析下游调压阀喘振引起上游管道内沿线压力、流量变化规律,对比模拟计算结果与现场实验结果。模拟计算结果与实验结果最大相对误差为2%,充分验证了运用特征线法模拟计算天然气管道不稳定流动的正确性和实用性。     

搅拌釜中湍流流场和细长颗粒取向的模拟

采用两流体模型和改进的内外迭代法模拟了搅拌釜中固相为细长颗粒的液固两相湍流流场,采用标准的κ-ε模型封闭,用SIMPLE算法求解压力.模拟结果与搅拌釜中固相为球形颗粒时的流场进行比较,速度场基本相同,仅釜中心处速度略有差别.对细长颗粒取向模拟时,与以往文献多以Jeffery方程为研究出发点不同,本文作者直接利用刚体颗粒的运动和转动方程,得到搅拌釜中细长颗粒取向的变化规律.     

液固流化床内床层塌落动态过程的数值模拟

在理论分析液固流化床内床层塌落过程的基础上,对水和玻璃球体系的床层动态塌落行为进行了多相流数值模拟,详细考察了液体速度突然减小后床层表面和分隔界面随时间的变化规律,模拟结果与经典模型预测值相吻合,表明多相流计算流体动力学模拟可以很好地预测液固流化床的床层动态塌落行为。     

输油管线内气液固三相流中沙粒沉积规律的数值模拟研究

以苏丹油田Palouge油区的输油管线参数为研究对象,基于多相流混合模型,采用Fluent软件对输油管线内的气液固三相流中的沙粒沉积过程进行了数值模拟,研究了流速、含沙量、含水量、压力和原油粘度对沙粒沉积规律的影响。结果表明:沙粒在输油管线中的沉积分为起始沉积段、过渡段和稳定段。平均沉沙量随流速、含水量的增大而减小,随含沙量的增大而增加,压力为0.2MPa和原油粘度为0.1 Pa.s时,分别达到51.80%和45.76%极小值。沉沙量最大位置随流速、含水量而右移,随含沙量增大而左移,随着压力和原油粘度增大存在一临界值(0.2MPa时4.28m和0.1Pa.s时3.68m)。过渡段宽度随流速和压力增大存在一临界值,随含沙量、含水量和原油粘度的增大存在极值(8%时22.56m,20%时21.80m和0.1Pa.s时22.19m)。过渡段压差直接影响了过渡段的宽度。流速和含沙量对其沉积规律的影响最大。     

微裂缝内液固两相流动特性研究

应用欧拉-拉格朗日模型,对微裂缝中液-固两相流动过程进行数值模拟。在数学模型中,液相采用连续相模型,颗粒当做离散分散在连续相中,并考虑了相间耦合作用。对于物理模型,建立了二维直微裂缝模型,研究裂缝的液相粘度、液相速度和颗粒密度等因素对裂缝中两相流动的影响。模拟得到了微通道内颗粒瞬时分布状态、颗粒运动轨迹、颗粒停留时间、颗粒轴向速度分布、液相轴向速度分布等参数的变化规律,定性的揭示了储层裂缝内液固两相流动过程。     

散状物料在气力输送管道中的密相流动数值模拟与分析

基于计算流体力学理论,采用CDF软件包中的Fluent软件建立了气固两相流在气力输送管道中的密相输送模型,对散状物料在气力输送水平管和竖直管内的流动过程进行模拟,得出了散状物料分别在水平管和竖直管的密相流动状态,可为气力输送系统的研究和设计提供参考依据。     

逆流填料式溶液除湿器的数值模拟和实验研究

对溶液除湿的除湿器中传热传质进行了热力学分析,根据除湿塔的结构及溶液与空气的流动方式,建立除湿器的热质交换物理和数学模型,模拟计算除湿器入口空气和溶液参数对除湿器出口空气参数的影响,模拟计算中设置入口空气流量0～5kg/s,入口空气温度20～40℃,入口空气含湿量为10～30g/kg,入口溶液温度25～40℃,入口溶液浓度25%～40%,入口溶液流量1～4kg/s,得到各入口参数对出口空气含湿量和温度的影响曲线。结果表明:入口空气含湿量、入口溶液浓度和温度对出口空气含湿量影响显著;入口空气含湿量和流量对出口空气温度影响显著。对模拟结果与实验结果进行了比较,发现两者的变化趋势是相同的,最大误差为13.08%。