管道沖蝕破壞的多相流數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文針對(duì)管道易發(fā)生沖蝕破壞,并由此引起裝置泄漏爆管事故的實(shí)際狀況,以石化管道典型構(gòu)件為研究對(duì)象,圍繞管道在油氣水多相流運(yùn)行環(huán)境下的沖蝕破壞情況展開多相流腐蝕機(jī)理和數(shù)值模擬研究。主要是在多相流流動(dòng)機(jī)理研究基礎(chǔ)上,給出了多相流動(dòng)的具體量化定義,進(jìn)而選擇典型管件進(jìn)行多相流CFD仿真模擬。通過多種工況、多種幾何形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)、多種物性參數(shù)、不同安裝部位以及不同流向等全方位的計(jì)算、分析和比較,給出了危險(xiǎn)工況,確定出最具威脅的影響參數(shù),并有針對(duì)的重

2、點(diǎn)研究了惡劣工況下流動(dòng)與腐蝕的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而找出幾種有代表性管件的易發(fā)生沖蝕破壞的相應(yīng)具體位置,總結(jié)出其沖蝕破壞發(fā)生的規(guī)律,獲得了造成流體沖蝕破壞的動(dòng)力學(xué)主導(dǎo)因素。首先,從有失效解剖分析結(jié)果可對(duì)比的水平突擴(kuò)管入手,進(jìn)行不同工況下的CFD仿真計(jì)算,在再次驗(yàn)證前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)比分析了突擴(kuò)管在改變流體相組成、入口邊界條件、突擴(kuò)管結(jié)構(gòu)及流向等參數(shù)下的仿真結(jié)果,給出了危險(xiǎn)工況,確定出最具威脅的影響參數(shù),并給出了突擴(kuò)管的沖蝕破壞規(guī)律及

3、沖蝕破壞主導(dǎo)因素。其次,在上一步研究發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)工況參數(shù)條件下,確立了對(duì)彎曲管件有效的CFD仿真建模及計(jì)算的方法,通過對(duì)多種流向、多種相組成、多種幾何尺寸、不同入口邊界條件和不同安裝位置的各種彎管的多相流仿真模擬,給出了彎管易發(fā)生沖蝕破壞的具體部位,分析、總結(jié)出彎曲管件的沖蝕破壞規(guī)律和主要結(jié)論。最后,與上述研究相一致,給出了漸擴(kuò)管多相流CFD仿真建模和計(jì)算的方法,通過對(duì)實(shí)際管路中在用的各種類型的大小頭,在多種幾何尺寸、不同入口邊界條件和不