页岩气分支管道气固耦合冲蚀分析及优化研究OA

为研究页岩气运输过程中分支管道的服役性能,本研究以四通管和鱼尾管两种分支管道为对象,对两种管道进行了全尺寸建模,采用Fluent DPM模型对管道内气固两相流进行了模拟,并分析了管道内流场速度分布与颗粒冲蚀规律。结果表明:四通管的冲蚀主要集中于相贯线区域,而鱼尾管的冲蚀主要发生在入口流道投影位置;四通管道的冲蚀速率随流速增大而增大,随颗粒尺寸增大呈现先增大而后减小趋势;鱼尾管的冲蚀源于入口流道和出口流道的夹角处,其冲蚀速率随流速、颗粒直径及质量流量的增大而增大。在不同工况下,流速对冲蚀率影响最为显著。为减轻颗粒在拐角处对管壁的冲蚀,本研究提出了增设导流面的结构设计。模拟结果表明,导流面结构能够有效减少四通管和鱼尾管壁面的冲蚀,研究结果为页岩气管道设计与安装提供了参考。