基于DDPM的煤层气管道冲蚀磨损研究

赵桓祯 （ 中联煤层气有限责任公司神府分公司 ）

强海亮 （ 中联煤层气有限责任公司神府分公司 ）

王 平 （ 中联煤层气有限责任公司神府分公司 ）

Abstract

为了探究煤层气管道运输过程中所携带的煤粉颗粒对“Z”形管冲蚀磨损的影响规律，基于CFD（Computational Fluid Dynamics）方法，采用DDPM（Dense Discrete Phase Model）耦合DNV（Det Norske Veritas）冲蚀模型，对“Z”形管内气固两相流动及冲蚀特性进行数值模拟。研究揭示了煤粉颗粒的运动规律及管壁冲蚀分布特征，并分析了颗粒粒径和进口流速对冲蚀行为的影响。结果显示："Z"形管道的两个弯头外环侧壁面表现出显著的冲蚀倾向；在单变量控制的条件下，各弯头的最大冲蚀磨损速率随着煤粉颗粒粒径的增大而减小，煤粉颗粒粒径较小时，弯头Ⅱ磨损最为严重；煤粉颗粒粒径较大时，由于磨损积累效应，弯头Ⅰ会更早出现破坏泄漏；弯头Ⅰ到弯头Ⅱ随着进口流速的增加，相对最大冲蚀磨损速率几乎呈线性增大，在进口流速大于15m/s时达到最大值。研究结果可为“Z”形管在输运管道系统中的防护和安全运营提供参考。

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