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摘要
目的 研究天然气输送管道中的酸性溶解气(CO2)与水相冲刷作用共同影响下形成的流致腐蚀(FAC)现象。方法 基于计算流体力学理论，确定了不同条件下影响流致腐蚀的气液体积分数和壁面剪应力分布情况。结果 对于上倾管道，水相主要积聚在管道底部，并且水相的积聚厚度与流速呈反比、与含水率呈正比。当流速小于3 m/s、含水率大于30%时，水相会发生回流现象，即弯管前、后直管段的液体会向弯管处积聚，从而使弯管处积聚水相的厚度大幅度增加。对于下倾管道，水相积聚的位置及与流速和含水率的关系与上倾管道相同，区别在于下倾管道并未出现回流现象。相同条件下，上倾管道的壁面剪切力始终大于下倾管道。当含水率与弯曲角度恒定时，上倾管道的最大剪切力出现在弯管底部，但随着流速的增加，最大壁面剪切力逐渐向弯管后直管段迁移，而下倾管道的最大壁面剪切力出现在弯管的顶部且不随流速的增加而发生变化。当流速和弯曲角度恒定时，上倾管道与下倾管道的最大壁面剪切力规律与含水率恒定的规律相同。当流速与含水率恒定时，弯曲角度对上倾管道壁面剪切力的影响较大，对下倾管道的影响较小；对于上倾管道，随着弯曲角度的增大，最大壁面剪切力的集中位置由弯管底部逐渐向弯管后直管段延伸且遍布管道周身；对于下倾管道，最大壁面剪切力主要集中在弯管及弯管后直管段的顶部，并且随着弯曲角度的增加，数值有所增大而位置不变。结论 通过分析积聚水相分布和壁面剪切力集中位置可知，上倾管道两者作用区域近似重合，即会受到严重的流致腐蚀影响；下倾管道两者作用区域并不重合，管道的上部主要受局部冲刷腐蚀的影响，下部主要受局部电化学腐蚀的影响，即下倾管道不会受到流致腐蚀的影响。
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