含砂天然气管道弯管冲蚀磨损特性研究

当天然气管道中混有砂粒时，弯管易受冲蚀而使其壁厚减薄。为此，以国内某含砂气田输气首站内的工艺管道为例，采用Fluent软件对弯管的冲蚀磨损特性进行了数值模拟研究。结果表明：在正常输气工况下，弯管外拱的下部为其冲蚀磨损集中区，且最大局部减薄量为0.4 mm/a。另外，弯径比的增大会扩大弯管的冲蚀磨损集中区范围，同时使其最大冲蚀磨损速率减小；内径的增大不会改变弯管的冲蚀磨损集中区分布，但会造成其最大冲蚀磨损速率减小。研究结果可为后续进一步研究弯管的冲蚀磨损防护措施提供参考。     

管道流量与弯管压差的关系及流量系数的实验研究

用实验的方法研究了管道流量与弯管压差的关系，得出流经弯管的流量与弯管的压差△p的表达式√-2△p/ρ有良好的线性关系。提出了弯管流量系数的确定方法并得出弯管流量系数稳定的关键是弯管结构参数，弯管结构参数在适当范围内，管内流速大幅度变化时，弯管的流量系数变化不大近似的一常数，且与弯管直径，介质无关。弯管作为管道流量的检测元件对直管段无严格的要求，在不同的直管段条件下，流量Q与压差△p的关系表达式√-2△p/ρ的线性关系有极好的一致性。     

油浆管线弯头泄漏失效原因分析

针对某单位催化裂化油浆系统管线上弯头频繁出现渗漏的情况,对弯头开展了壁厚测量、宏观检查、金相检验、扫描电镜以及能谱分析,并利用计算流体动力学软件FLUENT模拟了流场特性。分析结果表明:弯头截面厚度存在明显减薄。弯头泄漏是油浆介质的冲刷与油浆中硫腐蚀共同作用的结果。弯头靠内弧侧、内外弧两颊部位冲刷腐蚀较严重,生产过程中应给予重点监控。适当降低介质在弯管内的流速,能显著降低冲刷腐蚀效果。     

方形弯管内部流动与阻力系数的数值计算

弯管是化工流程系统中的重要管件,其水力损失对整个管道设计有重要影响。用FLUENT软件对弯管不同截面上速度的计算值与实验值进行对比,对弯管内部主流速度分布进行对比对不同雷诺数条件阻力系数进行计算,结果表明数值计算结果与实验值有一定的一致性。弯头进口管道的长度对流动形态有重要影响,沿程阻力系数和局部阻力系数都与雷诺数有关,并随着雷诺数的减小而增加。     

液态CO_2输送管道弯管处冲刷腐蚀数值模拟

由于沿程阻力和外界环境的变化,液态CO_2管道内的CO_2会发生相态转变,含有杂质水的液态CO_2夹带的气态CO_2会对管道弯管处产生冲刷腐蚀。为了描述管道内部的冲刷腐蚀规律,利用ANSYS CFX软件对90°弯管的冲蚀现象进行数值模拟。模拟结果表明:冲蚀速率在弯管段60°~80°之间取得最大值;入口处流体速度由4 m/s增加到12 m/s,管壁的冲蚀速率由3.92×10-6kg/(m2·s)增加到3.47×10-5kg/(m2·s);随着弯管曲率半径增加,最大冲蚀速率产生位置发生前移。研究结果可为长距离液态CO_2管道铺设提供参考。     

弯头与直管连接截面及边缘区应力分析

以弯头与直管连接结构边缘区及连接截面为主要研究对象,应用有限元方法建立弯头与直管连接结构数值计算模型,通过与ASME中的弯管应力计算公式进行比较,验证模拟结果的准确性。在此基础上分析结构在内压、弯矩以及2种载荷共同作用下的边缘区和连接截面应力分布特点和规律,提出了连接截面应力计算方法,并证明公式计算结果的可靠性,可用于弯头与直管连接结构安全评定时,计算含面型缺陷的连接面的应力。     

FCC催化剂在垂直立管中的蠕动特性实验研究

在直径150 mm、高5000 mm竖直管的实验装置上,以FCC催化剂为固体颗粒物料,采用P V6型颗粒速度测量仪以及压力传感器测量不同颗粒质量流率下竖直管中的颗粒流动特性.实验结果表明:立管中颗粒流蠕动特性受颗粒质量流率的影响.对于实验用FCC平衡催化剂,在颗粒质量流率较小时,颗粒流动为密集流,颗粒流蠕动明显.随着颗...     

高架管线清管扫线用电子清管器设计与应用

由于使用热胀力弯 ,高架管线的弯头数量比埋地管线的弯头数量多。清管器在管线中运行时 ,在管道转弯处与管壁发生冲撞的次数更多 ,为了解决高架管线清管扫线作业中的冲撞问题 ,对电子清管器进行了特殊设计 ,如皮碗外缘直径设计为较大过盈量、有效密封长度适应于 90° 1. 5D弯头、在前部加装弹性材料的防冲撞缓冲垫。     

基于CFD模拟的站场弯头流噪声分析

天然气在弯头内流动时,由于湍流及涡流的作用,极易产生流体动力性噪声。以不同弯曲半径弯头为研究对象,基于大涡模拟对弯头流噪声问题进行流场模拟、声压等级计算。由于二次流的作用,弯头内侧壁面噪声等级要高于外侧壁面附近的噪声等级;而缓变流的影响,使得内壁面噪声等级随着弯头弯曲半径的增加而降低。数值计算的结果为站场弯头选型、流噪声防控方法的研究提供参考。     

水平管道中堆积速度的确定

在借鉴已有成果,特别是许振良教授提出的水平管道固体粒子处于滑、跳移时的速度分布模型理论的基础上,结合底层固体颗粒的起动条件,运用数值逼近方法确定堆积速度的计算公式。最后用相关数据对这些公式进行检验,计算结果与实际测量结果较为符合。