《弯管内天然气水合物颗粒螺旋流动特性数值模拟》

技术简介：

螺旋流动较普通管流对固体颗粒具有更大的输送能力,但流动也更为复杂,尤其是在管道弯管处。采用RNG k-ε模型和DPM模型,对流体携带颗粒螺旋流动经过水平90°弯管时的流动特性进行了数值模拟,其中起旋器为短扭带,扭率为6.2、7.4、8.8,水合物颗粒粒径为0.06 mm、颗粒质量流量为10~(-6)kg/s;将模拟结果与实验结果进行了对比验证,并系统分析了速度、湍流强度及水合物颗粒质量浓度的分布情况。结果表明,由于起旋器的作用,速度极大值被分成两个区域,后随螺旋流的衰弱逐渐向管道中心处融合;由于螺旋流与离心力的共同作用,速度极大值区域在弯管中发生偏移,流体湍流强度和掺混程度显著增强;在螺旋流的影响下,水合物颗粒均匀地分散在近壁面处;相比于无起旋器的管道,流体对颗粒有着更强的携带能力,且扭率越小螺旋流携带能力越大,颗粒越不易沉积在管壁上。

研发人员：李立军;赵书华;丁博洋;饶永超;王树立;