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摘要
应用Fluent软件对直角弯管磨损情况进行数值模拟,研究天然气集输过程中有浮升力和无浮升力条件下不同颗粒直径、不同气流流速条件对弯管磨损的影响,研究结果表明:无浮升力和有浮升力条件下,随着粒径增大,弯管壁面的1.5 s累计最大冲蚀量先减小后逐渐增大,粒径小于50μm的微小颗粒对管壁的冲蚀磨损程度较小。有浮升力条件下,管道壁面的1.5 s累计冲蚀量有所增大,这是由于颗粒在浮升力作用下更多地碰撞弯管壁面。无浮升力和有浮升力条件下,随着粒径增大,弯管壁面的1.5 s累计最大沉积量先快速下降而后缓慢增加。有浮升力的条件下,颗粒运动对壁面的沉积效应有所缓解,随着粒径的不断增大,浮升力对管壁的沉积影响逐渐变小。较小粒径的颗粒受浮升力影响在管道沉积方面表现更为敏感。无浮升力和有浮升力条件下,随着气流入口流速的不断增大,弯管壁面的1.5 s累计最大冲蚀量逐渐增大。有浮升力条件下,当入口流速增大时,增大的浮升力导致颗粒跳跃增多,浮升力作用增强了颗粒对弯管壁面的冲蚀破坏。无浮升力和有浮升力条件下,随着气流入口流速的不断增大,弯管壁面的1.5 s累计最大沉积量呈现先减小后逐渐增大的趋势。有浮升力条件下,入口流速增大时,边界层内速度梯度使颗粒旋转而产生更大的浮升力,致使颗粒的沉积量减少。但随着入口流速的继续增大,边界层厚度逐渐变薄,浮升力的影响作用减小,颗粒沉积量增大。合理控制入口流速能够有效减少管道磨损。
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