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建立了热流固耦合控制方程,借助Fluent和Ansys软件对多相介质流经管道弯头进行了流场和应力、应变分析,探讨了不同入口速度、管径、弯径比、流体温度对弯头冲蚀失效的影响。研究表明:弯管内壁面剪切应力的大小和分布受多重因素的影响;最大壁面切向应力分布在弯头两颊或下游外拱壁面处,且受流体温度的影响;热应变最大位置出现在弯头两颊和内拱壁面。弯管两颊和下游外拱壁面冲蚀破坏最为严重,为失效高发区。适当降低流速、增大管径和弯径比、升高流体温度均可以有效缓解管道的冲蚀破坏。研究结论可为进一步研究多相混输管道冲刷腐蚀机理提供理论依据。 相似文献
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《油气储运》2021,(7)
在油气储运过程中,介质所携带的大量固体颗粒极易导致降压、堵塞、腐蚀、磨蚀等现象发生,尤其是管道建设期残余的焊渣以及管输运行期间携带的砂粒,会对管壁及易损件造成冲蚀磨损损伤,引起设备及管件失效,造成严重的经济损失和安全环保问题。深入了解冲蚀磨损现象、掌握冲蚀磨损规律,有利于改善或缓解油气生产储运过程中的磨损问题,进一步推动企业实现经济安全高效运营的目标。在此全面总结了现阶段固体颗粒对材料冲蚀磨损行为的研究现状,提炼了影响冲蚀磨损的主要特征,梳理了适用于不同工况的冲蚀磨损量计算理论模型,总结了探究冲蚀磨损规律的实验方法。同时,提出了当前冲蚀磨损研究的局限性及其存在的短板,简要阐明了适用于油气管道行业冲蚀磨损问题研究的下一步建议。(图3,表2,参60) 相似文献
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直角弯管内液固两相流固体颗粒冲蚀磨损分析 总被引：4，自引：0，他引：4
基于流体力学(CFD)方法,分析了直角弯管的内部流动规律,计算结果表明:直角弯管在90°转角和下游水平管路中存在流动分离现象,同时在下游水平管路中形成明显的二次环流.在流场计算的基础上,引入TulSa大学冲蚀与腐蚀联合研究中心(E/CRC)提供的冲蚀模型,对直角弯管的冲蚀磨损问题进行研究,分析了固体颗粒的空间分布特征和上下游管壁的最大冲蚀率以及总体质量损失,计算结果与实验数据具有良好的一致性.固体颗粒的空间分布特征依赖于流体流动特性,磨损最严重的位置发生在弯管转角处和下游管路的内侧壁面.流速、颗粒浓度和颗粒直径对最大冲蚀率有明显影响,其中,流速与最大冲蚀率呈指数增长关系,上下游管壁的速度指数分别为2.5和2.3. 相似文献
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为研究水砂射流冲蚀作用导致临近燃气管道的失效概率,分析了管材的临界应变与砂粒在管壁表面形成塑变脊的影响,推导出冲蚀磨损率预测方程。利用Fluent 软件模拟计算水管泄漏射流速度、冲蚀面积分布,并结合冲蚀磨损率预测方程构建冲蚀磨损速率方程。最后基于最小壁厚准则,建立了燃气管道失效概率的计算方法。研究结果表明:①通过临界间距判定分析,可获得不同水管内压、冲蚀时间下的临界间距;②增大水管内压、冲蚀时间、砂粒粒径,减少管道间距、管道壁厚均会导致燃气管道的失效概率增大,其中,管道间距对失效概率影响最为显著。研究结果可为失效场景定量风险评估以及水管与燃气管道并行敷设的间距设计提供参考。 相似文献
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油气集输管道内气液两相流尤其是环状流在弯管处流动特性复杂，极易加剧管道腐蚀和破坏。为此，开展90°水平弯管环状流实验，分析表观气速20～35 m/s、表观液速0.20～0.35 m/s范围内的相分布、液膜流速及压力变化规律；再通过数值模拟研究水平弯管处相分布、压力分布及流速分布特征，对弯管处环状流流动特性规律进行验证。结果表明：弯管底部和外侧液膜厚于弯管顶部和内侧，越靠近弯管中心，内外侧差异越大；表观气速增加和液速降低使液膜分布趋于均匀；弯管内侧压力低于弯管外侧；受二次流动影响在低气速下弯管中心截面位置最大压力较入口处增加。研究成果可为弯管冲蚀机理研究、弯管设计与保护提供理论基础。（图11，表1，参29） 相似文献
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为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。 相似文献
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【目的】LNG具有易燃、易爆、超低温的显著特点,且LNG接收站通常建在沿海地带,站内管道的弯头因工艺流程特殊性易处于高腐蚀、高压差环境,具有较高的穿孔失效风险。【方法】基于某LNG接收站管道弯头穿孔失效情况,采用无损检测与扫描电镜方法,对弯头、直管段、环焊缝进行宏观形貌与理化性能分析：宏观形貌分析表明,管道直管段与弯头的几何尺寸、壁厚均满足国内外标准要求;上游直管段、法兰连接环焊缝沿LNG流动方向存在明显冲刷磨损缺陷,与弯头缺陷相似。在理化性能分析中,发现环焊缝处缺陷表面、弯头缺陷表面微观形貌均为蜂窝状形貌,表明均存在冲刷磨损。利用ANSYS Fluent软件建立数值模型,模拟弯头处LNG的流动状态,发现在LNG流动情况下,焊缝余高影响管内流动,产生了节流效应及涡旋。【结果】通过宏观形貌、理化性能分析及数值模拟相结合的方法,揭示了LNG接收站管道弯头失效机理及影响规律：流体在孔板后形成气相夹带液滴的高速射流,对弯头壁面产生冲蚀。弯头内侧形成低压区、外侧为高压区,气泡破裂产生激波与空化溃灭,最终引发了弯头的穿孔失效。【结论】研究成果可为LNG接收站改善流体流动的稳定性、优化孔板设计、制定... 相似文献
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本文从理论上分析了种子在气流管道中的运动规律,采用电测的方法,对八种农作物种子、十种不同形式的气流输种管道,在各种气流速度 Ua 下进行试验。结果表明:(a)在直管中,种子运动速度的变化规律和理论分析基本一致;(b)在弯管中,种子速度呈指数函数衰减;(c)输种管倾角小时,Ua 增大,输种均匀性提高;倾角大时,Ua 过大或过小都不利均匀输种;(d)Ua 较小的情况下,弯管半径对输种均匀性影响很大,当 Ua>18.5m/s 时,影响并不显著;(e)水平→水平形式弯管输种均匀性最差;水平→垂直上升和垂直下降→水平这两种形式输种均匀性较好。 相似文献
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《油气储运》2017,(5)
针对成品油管道中存在的油携杂质流动问题,建立了成品油携水携杂质试验环道装置,研究了油携杂质的流动状态,并进行了油携水类比试验;采用大涡模拟方法对油相流场进行仿真模拟,分析了流场对杂质运动的影响。研究表明:油携杂质固液两相流型可分为颗粒流、移动床流及固定床流3种;颗粒加入量越少,油品流速越高,流型由移动床流向颗粒流的转换越快;杂质沉积点位于上倾段后的高点位置,此处管道下侧壁面边界层增厚,油流曳力减弱,二次流有利于杂质聚集;杂质是否在杂质沉积点沉积与油品流速有关,与颗粒加入量无关;类似于杂质颗粒,小体积水团也会在杂质沉积点沉积。研究结果为成品油管道的安全输送提供了保障。 相似文献
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从仿生学角度,对比3种典型潮间带贝类冲蚀磨损试验结果,分析贝壳表面非光滑结构的冲蚀磨损机理,为提高秧爪耐磨性探索结构仿生学设计.利用扫描电子显微镜(SEM)分别对东方扇贝(Dongfang shell)、魁蚶(Bloody clam)、毛蚶(Ark shell)壳表进行形貌分析,确立其结构特征参数,利用Solidworks建立表面冲蚀过程简化模型;通过冲蚀磨损试验,获得3种贝类样品的不同耐磨性能,在冲蚀粒径为0.35～1.0mm,冲蚀速度为1.5m·s-1条件下,魁蚶的失重比最小,仅为2.11％,低于东方扇贝和毛蚶.魁蚶表面的凹槽结构可减小冲蚀法向力,从而减小冲蚀微压痕.另外,表面微结构延长了冲蚀作用时间,可降低冲蚀速度和能量,起到耐冲蚀作用. 相似文献
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凝析气田集输管道内腐蚀分析 总被引：4，自引：0，他引：4
针对雅克拉、大涝坝凝析气田集输系统投产仅两年就发生严重腐蚀的问题,考察了凝析气田的腐蚀环境,分析了酸性气体、高矿化度水、流体流态、焊缝等腐蚀因素对气田集输管道的腐蚀影响。结果表明,冲击腐蚀是雅克拉气田单井管道的主要腐蚀形式,流态和CO2含量是影响腐蚀速率的主要因素;管底沟槽状和溃疡状腐蚀是这两个气田集输管道腐蚀的共同特点。针对凝析气田集输管道的腐蚀特点,提出了加强腐蚀检测、更换或修复腐蚀管道、使用耐冲蚀内涂层或缓蚀剂等防腐措施。 相似文献
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针对胜利油田孤东区块出砂严重，污水矿化度高，混输管道的腐蚀及损 坏的实际情况，分析了流动状态对混输管道损坏的影响，在分析流体运动机理的基础上，进行了气流两相流试验，指出螺旋流动可以减少管道底部的沟槽状局部腐蚀，从而达到防腐缓蚀的目的。 相似文献
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从我国能源发展战略看输气管道的发展 总被引：1，自引：1，他引：0
分析了我国现实的能源结构,指出如果不改变现状,将造成严重的空气污染和能源利用的低热效率,提出了我国能源的发展战略是提高能源利用率和优化能源结构,而改变能源结构最迫切的任务是发展天然气。为此应从以下八个方面提前做好准备:(1)界定管道的经济界线;(2)管道的经营模式和资本构成研究;(3)关注当代国际先进水平;(4)设计及施工问题;(5)管道穿过断层的准备;(6)调峰方法的研究;(7)管材及钢管选择;(8)通过河流和山脉重点工程的研究。 相似文献
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《油气储运》2020,(3)
中俄东线天然气管道黑龙江盾构穿越工程需要在竖井内安装直径1 422 mm、壁厚39 mm、曲率半径为5倍直径的热煨弯管,但在竖井内无法采用分段焊接安装的常规方法。基于此,设计了针对盾构竖井内安装大口径管道的技术方案。该方案在地面对盾构竖井内的热煨弯管和直管采用自动化焊接工艺形成一个大S弯管,再采用"穿洞法"吊装安装就位。所有焊缝经外观检查合格,并采用射线检验和超声波检验,16道口无损检测均满足中俄两国标准的要求,全部合格。该技术的成功应用实现了竖井内大口径管道和弯管一次吊装就位,解决了狭小空间无法使用全自动焊接的安装技术难题,可为今后此类盾构、顶管竖井内安装大口径管道提供参考。(图7,表1,参20) 相似文献
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为探究输气站场轴流式调压阀在气-固两相流中的冲蚀特性,以典型轴流式调压阀为研究对象,采用壁厚测量实验和CFD 数值模拟的方法,分析了阀体在不同开度下高流速的分布特点及其对关键部分冲蚀速率的贡献,并基于Tulsa 模型建立了调压阀冲蚀速率计算模型。计算结果表明:入口变径管和阀芯笼套处流速高于阀体内流速,属于磨损严重区域;在运行的5 年中,开度30%时对冲蚀速率的贡献为1.7%,开度70%时为42.1%,开度100%时为56.1%;随着开度的增加,阀内各处冲蚀速率呈增大趋势;建立了调压阀冲蚀速率计算模型,修正了原模型中冲击角度函数f(a ),发现了预测精度较高且具有较好适应性的模型参数,对于输气站场轴流式调压阀的运行维护具有很好的借鉴意义。 相似文献
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原油含水对管道运行的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍了水在原油中的存在状态及含水率的测量方法,结合马惠宁管道近期的实际情况,就原油含水对原油流变性、管道运行及设备的影响等问题进行了试验研究,指出:(1)在一定范围内,原油的粘度和凝点随含水率增加而增大,含水率低于5%,对原油流变性影响不大;(2)高含水原油进入管道会造成管道运行不稳定,并使管输能耗明显增加;(3)靖马原油所含水分对管道和设备具有较强的腐蚀性,并影响了加热炉的正常操作;(4)应避免3m罐位以下的高含水靖马原油集中进入管道,对这部分原油可采取与马岭原油掺合的输送工艺。 相似文献
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【目的】研究PVC球阀快速关闭时灌溉管道凸起部位的水锤压力特性,为灌溉输水管道工程管理及其优化设计提供依据。【方法】建立山地灌溉管道模型,通过室内研究,测定并分析凸起管道不同位置PVC球阀快速关闭对水锤压力的影响。【结果】(1)球阀快速关闭时,关阀前流量越大,凸起部位各坡段的水锤压力最大值均越大;(2)流量相等且关闭时间相同时,凸起部位上游球阀关闭时的水锤压力最大值大于下游球阀关闭的最大值;(3)流量相等的条件下,同一球阀关闭时,凸起部位各管段水锤压力随时间的变化规律相似;(4)流量相等,关闭时间相同时,凸起部位上游球阀关闭时的水锤压力递减速率大于下游球阀关闭时的水锤压力递减速率。【结论】事故工况下,优先选择关闭凸起部位下游球阀,优化设计中球阀位置应尽量远离凸起部位。 相似文献
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利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力.结果表明:离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最... 相似文献
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针对塔轮天然气管道内出现大量沉积物,导致管道阻塞严重的问题,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、气相色谱、离子色谱等手段对现场的沉积物、水样、气样进行表征。结果表明:沉积物的主要组成为FeCO3、Fe3S4、FeO(OH)及S,综合分析当地气候条件及集输气体的变化情况,确定沉积物主要是由CO2腐蚀、H2S腐蚀生成的腐蚀产物与析出S、粉尘的堆积形成的混合物,并据此分析了沉积物中各主要物质的形成原因与沉积机理。实验结果表明:集输气体中H2S含量波动过大、水露点过低是造成沉积物形成的主要原因,进而提出了延缓管道内沉积物形成的具体应对措施。 相似文献