气液两相流腐蚀管道流固耦合特性分析

作者：张倩; 何文社^*; 杨喜莲; 刘尚昆

来源：热加工工艺, 2021, 50(22): 38-48.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.20202271

• 腐蚀宽度
• 两相流
• 流固耦合
• 最大主应力
• 固有频率

为研究气液两相流对腐蚀管道力学性能的影响,考虑到管道腐蚀宽度的不同,建立了3种不同工况下气液两相流的输流腐蚀管道有限元模型,并在Ansys-Workbench中分别进行了单双向流固耦合分析以及模态分析。结果表明:双向流固耦合作用下,腐蚀管道底部最大主应力大于管道顶部,且随着腐蚀宽度的增加,管道最大主应力逐渐减小,管顶入口和管底出口拉应力值最大,更易受拉破坏;腐蚀管道的最大主应力和位移随时间与腐蚀宽度成反比,随时间的增加,流体对其部位的作用更明显,腐蚀宽度越小,流体对管道的腐蚀部位作用越剧烈。与单向流固耦合相比,其腐蚀管道的最大主应力增加的幅度更大。3种工况下,腐蚀管道的固有频率明显低于不考虑流固耦合的情况,且管道腐蚀宽度越大,固有频率越小,可能会导致腐蚀管道系统共振,使其失稳失去承载力。

• 单位
  土木工程学院; 兰州交通大学