输油压力管道冲蚀仿真与试验系统设计研究
本文关键词:输油压力管道冲蚀仿真与试验系统设计研究 出处:《中国计量学院》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:我国海上油气资源储量丰富,具有广阔的开采前景。海上油气资源在开采和管输过程中,由于原油中裹挟固体颗粒,这些固体颗粒将导致管道壁面发生质量流失,并可能导致管道发生破损,引发严重后果。本文对输油压力管道典型部件在不同温度、流速、固体颗粒体积浓度下进行CFD冲蚀仿真模拟。总结了弯管、渐缩管、渐扩管和T型管冲蚀规律,并对仿真数据分析发现,温度、流速和固体颗粒体积浓度存在一定协同作用。通过查阅国内外冲蚀相关文献资料,阐述研究背景以及目前冲蚀研究的主流理论和模型。介绍国内外冲蚀磨损研究进展及相关成果,并介绍目前冲蚀磨损研究的两种主流方法——CFD仿真和搭建冲蚀试验系统。根据仿真需要,选定了冲蚀模型并介绍了对应的仿真工况设置情况。在对90°弯管进行冲蚀仿真后,分析管道内部流场及管道冲蚀分布。针对冲’蚀仿真数据,从流速、温度、固体颗粒体积浓度三因素,充分考虑三者之间的协同作用,讨论当三因素发生改变时,弯管冲蚀率变化规律。同时指出,在(1~6)MPa范围内,压力对于管道冲蚀的影响较小。此外,对渐扩管、渐缩管和T型管这三种异径管进行冲蚀仿真后,对仿真一数据从流速、温度、固体颗粒体积浓度方面,对异径管冲蚀规律进行分析总结。指出各异径管道冲蚀变化规律,以及渐缩管由于流速放大作用,入口流速阈值大小应当值得注意。出于验证仿真结果目的,设计了一套封闭式管道冲蚀循环试验系统。针对系统设计要求,对各配件进行了相关选型工作。同时,还针对试验系统的操作部分给出了详细流程及注意事项。
[Abstract]:Offshore oil and gas resources in China is abundant, and has broad prospects. The exploitation of offshore oil and gas resources in the mining and transportation process, due to solid particles coerced in crude oil, the solid particles will cause the pipe wall quality loss, and may lead to pipeline breakage, causing serious consequences. The oil pressure pipeline for typical components at different temperature, flow rate, simulation CFD simulation volume concentration of solid particle erosion. Summed up the pipe, reducing pipe, Erosion Regularity of diffuser and T pipe, and the simulation data analysis found that there is a certain synergistic effect of temperature, concentration and velocity of solid particles. By reviewing the erosion related documents describes the research background and the current research on the erosion of mainstream theories and models. The research progress and results of erosion at home and abroad, and introduces the two main methods at present, the research on erosion CFD simulation and experimental test system. According to the simulation erosion, erosion model was selected and introduced the simulation conditions of the corresponding settings. In the simulation of a 90 degree bend erosion, analysis of internal flow field and pipeline erosion distribution. According to Chong 'erosion simulation data from the temperature, flow rate, solids volume concentration of three considering the factors, the synergistic effect between the three, discuss when change three factors, variation of elbow erosion rate. Also pointed out that in (1 ~ 6) MPa range, the pressure has little effect on pipeline erosion. In addition, the diffuser, tapered tube and T tube of the three different the diameter tube erosion simulation, the simulation data from the velocity, temperature, volume concentration of solid particles, the Erosion Regularity of different diameter pipe were analyzed and summarized. It is pointed out that different diameter pipeline erosion changes and reducing pipe flow velocity due to amplification, entrance flow The threshold speed should be noted. In order to verify the simulation results, the design of a closed pipeline erosion cycle test system. According to the design requirements of the system, the selection of the various parts. At the same time, also to test the operation of the system is part of the detailed process and the matters needing attention.
【学位授予单位】:中国计量学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE973
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本文编号:1427605
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