缓蚀剂在输气管道中分布规律的数值模拟研究

发布时间：2021-12-30 19:19

　　基于流体动力学理论,建立U形管道气液两相流模型,采用数值模拟法分析了缓蚀剂在管道内的分布规律,探究了管径、入口速度、缓蚀剂体积分数、液滴直径、黏度对缓蚀剂分布规律的影响。实验结果表明,由于重力因素,缓蚀剂在水平管道顶部的含率逐渐下降,在水平管道底部的含率逐渐增加;在弯管处天然气会产生二次流动现象,在二次漩涡与重力共同作用下使缓蚀剂在下弯管顶部含率逐渐增大,在上弯管顶部含率逐渐减小;当管径、入口速度、黏度越大,缓蚀剂体积分数、液滴直径越小时,缓蚀剂沿着管道轴向方向含率变化相对较小,在径向位置处管道顶部与管道底部含率差值较小,有利于缓蚀剂在管道中均匀分布;在实际工程中,应通过控制缓蚀剂体积分数调整缓蚀剂在输气管道中的分布状况,这种做法操作简单,而且成本低、效果明显。 

【文章来源】：石油化工. 2020,49(06)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

管道进口（a）、A-A截面（b）、出口（c）处缓蚀剂体积分数分布

图1为缓蚀剂在U形管道中体积分数分布。图2为缓蚀剂在不同截面处的体积分数分布云图。结合图1和图2可知，在水平管道处，缓蚀剂在管道底部不断积累、含率逐渐增大，在管道顶部缓蚀剂含率逐渐降低，这与李延渊等[4,11]的模拟实验结果一致。在下弯管段处，管道顶部的缓蚀剂含率逐渐升高，而管道底部的缓蚀剂含率逐渐降低，这与裴秀丽等[8,18]模拟结果相符。这是由于在弯管处存在二次流动使得管内气体分布非常不均匀，二次流动能携带管壁外侧缓蚀剂沿着管道底部向顶部运动[4,8]，造成管道底部缓蚀剂含率逐渐降低。在上弯管段处，管道顶部缓蚀剂含率逐渐降低、而管道底部缓蚀剂含率逐渐增大，这与裴秀丽[8]模拟结果一致。这是因为在上升弯管处产生的二次流方向与下弯管段处二次流方向相反，管道外壁压力大于管道内壁压力，在与重力的共同作用下使缓蚀剂在管道底部逐渐积累[4,18]。

【参考文献】：
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本文编号：3558820