油煤浆输送管路弯管部位液固两相流流场的数值模拟与磨损预测

油气润滑系统中弯管内油气两相流数值仿真倡曾宪文，孙启国，吕洪波（北方工业大学机电工程学院，北京　１００１４４）摘　要：基于ＦＬＵＥＮＴ对油气润滑系统中常见的竖直向下弯管的油气两相流场进行了仿真。

通过分析弯管处流场的特性，研究了弯管对油气两相流的影响。

结果表明：弯管对油气两相环状流有破坏作用，且这种影响会需要到达直管一定距离后才会消失。

关键词：油气润滑；ＦＬＵＥＮＴ；弯管；油气两相流中图分类号：ＴＨ１１７．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－４４１４（２０１３）０４－００７７－０３ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＯｉｌ－ａｉｒＴｗｏ－ｐｈａｓｅＦｌｏｗｉｎＥｌｂｏｗｏｆｔｈｅＯｉｌ－ＡｉｒＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺＥＮＧＸｉａｎ－ｗｅｎ，ＳＵＮＱｉ－ｇｕｏ，ＬＶＨｏｎｇ－ｂｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｉｌ－ａｉｒｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｅｌｂｏｗｏｆｔｈｅｏｉｌ－ａｉｒｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎＦＬＵＥＮＴ．Ｔｈｅｅｌｂｏｗｒｅ－ｆｌｅｃｔｓｏｎｏｉｌ－ａｉｒｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｏｉｌ－ａｉｒａｎｎｕ－ｌａｒｆｌｏｗｗｉｌｌｎｏｔｂｅｄｉｓｒｕｐｔｅｄｂｙｅｌｂｏｗｕｎｔｉｌｏｉｌ－ａｉｒｆｌｏｗｒｅａｃｈｔｏａｃｅｒｔａｉｎｌｅｎｇｔｈｏｆｓｔｒａｉｇｈｔｐｉｐｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ－ａｉｒｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ＦＬＵＥＮＴ；ｅｌｂｏｗ；ｏｉｌ－ａｉｒｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗ１　引　言油气润滑作为一种先进的润滑技术，正被越来越多的应用到工业生产的各个领域。

基于固液两相流的纸浆泵磨损预测杨凌波;肖业祥;唐兵;王正伟【期刊名称】《排灌机械工程学报》【年(卷),期】2015(33)2【摘要】分别采用Euler-Euler和Euler-Lagrange两相流模型对离心式纸浆泵进行了数值模拟,考虑叶轮间隙流动,预测了泵的磨损特性.欧拉方法采用Particle两相流模型,壁面的磨损程度与固相体积分数和滑移速度相关.拉格朗日模型采用Finnie 磨损预估模型.开式叶轮纸浆泵多个流量工况的计算结果显示,欧拉方法预测的叶片和前盖板在设计流量下磨损严重,压水室在小流量工况时磨损严重.拉格朗日方法显示叶片和前盖板的磨损最严重,磨损率随流量增加先增大后减小,压水室和后盖板的磨损率逐渐减小.2种模型预测的叶轮与前盖板磨损严重的现象与实际吻合;拉格朗日模型可定量分析磨损部位和磨损程度等特性.本研究为纸浆泵的两相流数值模拟和磨损特性研究提供了一定参考.【总页数】7页(P98-103,127)【作者】杨凌波;肖业祥;唐兵;王正伟【作者单位】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083;清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室&热能工程系北京100084;中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083;清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室&热能工程系北京100084【正文语种】中文【中图分类】S277.9【相关文献】1.基于两种固液两相流模型的渣浆泵叶片磨损预测 [J], 罗亮;张师帅2.基于DPM模型的离心泵非定常固液两相流及磨损计算 [J], 黄思;邹文朗;周锦驹;何东萍;彭天阳3.基于Particle模型固液两相流离心泵流场数值模拟 [J], 汪家琼;蒋万明;孔繁余;屈晓云;宿向辉4.基于Particle模型轴流泵固液两相流数值模拟和磨损特性研究 [J], 徐杰;陈松山;沈家伟;吴志峰;钱忠裕;周晓润5.基于全因子试验碱液循环泵固液两相流数值计算与性能预测 [J], 李伟;王磊;施卫东;常浩;吴普;曹卫东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期基于灰色预测模型的水煤浆输送管道冲蚀磨损寿命预测王硕1，2，张亚新2，3，朱博韬1，2（1 新疆大学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830000；2 新疆大学煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830000；3 新疆大学省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830000）摘要：固液两相流广泛出现在煤化工生产过程中，管道输送系统受固液两相流介质冲蚀磨损尤为严重，系统突发性失效风险极高，已成为煤化工装置安全生产与稳定运行的重大隐患。

降低生产安全风险，保障管道系统安全可靠运行，开展冲蚀磨损寿命预测研究是煤化工设备完整性研究的关键一环。

本文以新疆某煤化工企业水煤浆汽化炉进料管为研究对象，应用ANSYS 2021R1软件进行数值模拟分析，确定弯管冲蚀磨损主要位置与短期内冲蚀磨损减薄量，为预测模型建立提供原始序列，通过灰色预测理论分别建立GM(1,1)模型、无偏GM(1,1)模型以及灰色马尔科夫模型完成对弯管冲蚀速率的预测，并结合SY/T 6151—2009《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》得出该管道服役寿命与检修周期。

结果表明：冲蚀磨损减薄主要集中在弯管轴向70°左右，且在工艺条件相同的情况下冲蚀磨损减薄的最大位置不随时间变化发生移动。

无偏GM(1,1)模型与灰色马尔科夫模型在中长期预测中优势显著，且灰色马尔科夫模型更适宜长期预测工作。

所涉及的水煤浆汽化炉进料输送弯管服役寿命为570天左右，在弯管投入使用450天后冲蚀减薄量增长显著，需要定期开展该弯管重点部位的监测与预防性维护。

关键词：两相流；冲蚀磨损；数值模拟；灰色预测系统；寿命预测中图分类号：TQ051 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3431-12Prediction of erosion life of coal water slurry pipeline based on greyprediction modelWANG Shuo 1，2，ZHANG Yaxin 2，3，ZHU Botao 1，2(1 College of Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China; 2 Provincial Key Laboratory ofCoal Clean Conversion and Chemical Process, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China; 3 State Key Laboratory of Carbon-based Energy Resources Chemistry and Utilization, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China)Abstract: Solid-liquid two-phase flow is widely appeared in the coal chemical production process, two-phase solid-liquid flow erosion is a particular problem in the pipeline transportation system, and the potential for sudden system failure is extremely high and this has become a major hidden hazard for the safe production and stable operation of coal chemical plants. To reduce the production safety risk and ensure the safe and reliable operation of pipeline system, the study on the prediction of erosion life was a key part of the research on the integrity of coal chemical equipment. Taking a coal-water slurry vaporizer feed pipe of a coal chemical plant in Xinjiang as the research object, ANSYS 2012R1 software is applied to conduct numerical simulation analysis to determine the main location of the bend tube erosion and the研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-2208收稿日期：2022-11-29；修改稿日期：2023-03-17。

管道中液固两相流动数值模拟研究摘要：本次的课题研究主要是了解管道流动的概念及应用，熟悉管道固液两相流的一般计算，分析固体颗粒在环空油管中的沉降。

采用商业软件对气体输送系统进行模拟。

本课题利用Gambit建立几何模型，将模型导入Fluent进行模拟计算，Tecplot软件进行后处理，计算结果用可视化图形表示出来，进而加以分析和总结。

本文对颗粒的沉降末速度进行了分析，分别建立了有、无接箍时的颗粒沉降模型，认为流体在油管中的流动是层流状态。

模拟结果表明，固相的速度分布曲线与液相速度分布曲线相似，只是固相速度曲线相对液相速度分布曲线向下平移了一定数值；颗粒主要分布于环空油管的中部，且分布较均匀；在忽略接箍的影响下，颗粒排出量要大于受接箍影响下的颗粒排出量，原因是接箍附近产生了涡流，颗粒沉降较多。

关键词：固液两相流；数值模拟；Fluent软件中图分类号：TB126Pipe flow characteristics of entranceAbstract：Keywords：solid- liquid two -phase flow；Numerical simulation; Fluent software Classification: TB126目录摘要： (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 1 引言. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内 (1)1.3 课题基本内容和拟解决的主要问题 (2)1.4 欧拉-拉氏模型 (3)1.5 研究方法 (3)1.6 研究意义 (4)2理论方法 (4)2.1控制方程 (4)2.1.1质量守恒方程 (4)2.1.2 动量守恒方程 (4)2.1.3层流的控制方程 (5)2.2采用方法 (5)2.2.1 GAMBIT软件介绍 (5)2.2.2 GAMBIT操作步骤 (7)2.2.3 FLUENT软件介绍 (7)2.2.4 FLUENT操作步骤 (8)3 实验原理 (10)3.1工作原理........................................................................... 错误!未定义书签。

集输管道弯管内油水两相流压力变化数值模拟孙皓;马贵阳;汪笑楠;李丹;孙蕾;王会香【摘要】油水两相混合流动是集输管路中经常遇到的现象，研究压力变化规律对集输管道的设计和运行有重要意义。

采用VOF模型，在不同含水率和流动速度条件下对油田地面集输管道弯管处的油水两相流进行了数值模拟。

对计算结果进行分析的结果可知，两相流的含水率和流动速度对弯管处的压降有很大影响；弯管内两相流的压降随含水率的增大而增大；在弯管内壁压力减小的同时速度增大，在外壁压力增大的同时速度减小；增大流速时，高含水率的油水两相流的压降先减小后增大。

%The phenomenon of the oil-water two phase mixed flow is often encountered in the gathering and transportation pipeline ,and the study of its pressure variation is important for the gathering pipeline design and operation .Using VOF model to simulate numerically the oil-water two phase flow in bend duct of oilfield surface gathering pipe under different moisture content of crude oil and fluid velocity .Through the analysis of the calculation results ,it was known that the moisture content of two phase flow and flow velocity has great influence on the pressure drop in bend duct .With the increase of moisture content ,the two phase flow pressure in bend duct increases .The elbow inner wall pressure is reduced while the speed increases ,the outer wall of the pressure increases while the rate decreases .While increasing the flow rate ,the high moisture content of the oil-water two phase pressure drop first decreases and then increases .【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P51-54)【关键词】数值模拟;弯管;压力变化;含水率;流速【作者】孙皓;马贵阳;汪笑楠;李丹;孙蕾;王会香【作者单位】辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001;中石油大港油田原油运销公司，天津300280【正文语种】中文【中图分类】TE832我国的大多数油田已进入开发中后期，随着生产液中水含量的上升，产出的原油多为油水两相流或油气水三相流，特别是在地面集输管线中均会出现油水两相流动［1－2］。

doi：10.3969/j.issn.l004-275X.2020.001.053基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟许爱荣，冯昌兴（西安石油大学机械工程学院，陕西西安710065）摘要：针对管道的冲蚀磨损问题，基于液固两相流理论及离散相模型，应用Fluent有限元分析软件，建立了排污管道的二维有限元模型。

结果表明，含固体颗粒的液体对排污管道产生的冲蚀磨损，主要集中在分支管与总管的交接处。

研究方法对排污管道的设计具有一定的参考价值。

关键&:排污管道；液固两相流；冲蚀磨损；离散相模型；数值模拟中图分类号：TH117；TG172文献标志码：A文章编号：1004-275X（2020）001-132-03Numerical Simulation of Erosion Wear of Sewage Pipe Based on Liquid/Solid Two-phaseFlowXu Airong,Feng Changxing（School of Mechanical Engineering,Xi'an Petroleum University,Shaanxi Xi'an710065Q Abstract：:Aiming at the problem of erosion and wear of pipelines,based on the theory of liquid—solid two—phase flow and discrete phase model,a two—dimensional finite element model of the sewage pipeline was established using finite element analysis software Fluent,The results show that the erosion and abrasion caused by the liquid containing solid particles to the sewage pipe is mainly concentrated at the junction of the branch pipe and the main pipe,The research method has certain reference value for the design of sewage pipes,Key words:sewage pipes%Liquid-solid two—phase flow%erosion wear;discrete phase model;nu—merical simulation冲蚀磨损一的磨损固体表与含有固体颗粒的流体相接发生相对运动时所导致固体损的现。

采矿工程中液固两相流的流变特性与输送机制分析液固两相流是采矿工程中一个重要的研究领域，对于提高矿石的处理效率和降低生产成本具有重要意义。

液固两相流的流变特性与输送机制分析是了解矿浆流动行为、优化工艺参数以及设计输送设备的关键。

在采矿工程中，矿浆的流变特性和输送机制是研究的重点，影响因素主要包括颗粒形状、颗粒大小分布、浓度以及流体的粘度等。

了解液固两相流体的流变特性对于能够准确预测矿浆在输送过程中的流动行为非常重要。

同时，深入探究矿浆的输送机制有助于改善工艺参数和设备设计，提高生产效率和经济效益。

液固两相流的流变特性是指矿浆在流动过程中的黏度、剪切应力和流变曲线等物理性质。

研究表明，矿浆的流变特性与其浓度、颗粒大小和形状密切相关。

一般而言，随着浓度的增加，矿浆的黏度也会增加。

此外，颗粒大小和形状对矿浆的流变特性也有较大影响。

液固两相流的输送机制包括固体颗粒的运动方式、相互作用以及流体相与固体相之间的相互关系等。

研究发现，在低速流动条件下，矿浆中的颗粒呈现层流运动的状态；而在高速流动条件下，固体颗粒会出现悬浮、携带和沉积等运动方式，形成离散相和连续相之间的相互作用。

此外，矿浆中的颗粒-颗粒、颗粒-液体之间的相互作用也会对输送机制产生重要影响。

为了准确分析液固两相流的流变特性与输送机制，研究人员运用了多种实验和数值模拟方法。

实验方法包括旋转流变仪、管道流变仪以及槽式流变仪等。

通过这些实验方法可以测量矿浆的黏度、流变曲线、剪切应力等参数。

数值模拟方法则直接通过计算机模拟矿浆的流动行为，分析其流体力学特性。

这两种方法通常结合使用，以获得更全面和准确的分析结果。

在进行液固两相流的流变特性与输送机制分析时，需要考虑不同条件下的实际应用情况。

这包括矿浆的温度、压力、PH值等因素对流变特性的影响，以及输送管道的尺寸、形状和材料等因素对输送机制的影响。

通过综合研究实验结果和数值模拟分析，可以建立起适用于不同工艺条件的流变特性模型和输送机制模型，为采矿工程的优化设计和操作提供科学依据。