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高压无缝管汇冲蚀磨损规律

作者: 来源: 日期:2020/6/13 11:23:35 人气:166

经过树立高压无缝管汇冲蚀几何模型中止数值仿真来完成对高压管汇内壁冲蚀磨损的研讨,高压管汇的模型分为直管段和弯管段, 为了保证计算的准确度而不至于失真, 选用RNG k-ε湍流模型对高压管汇的冲蚀磨损规律中止研讨??山獸inner冲蚀磨损理论计算公式,应用到高压管汇冲蚀磨损机理研讨中。N个支撑剂颗粒对高压管汇内综合思索到水力压裂工况, 应用流体动力学剖析软件FLUENT离散相模型来模仿高压无缝管汇内部的固液两相流活动。液相作为连续相, 颗粒作为离散相。在计算高压无缝管汇的冲蚀磨损时, 冲蚀介质为清水加砂, 离散相为支撑剂颗粒。

 汇进口设置为速度进口边境, 并且在进口处压裂液和离散相颗粒的速度大小相同, 出口设置为自在流出。壁面处采用规范壁面函数处置, 颗粒粒径采用平均散布, 选用随机追踪模型预测颗粒的弥散, 压力速度耦合采用SIMPLE算法, 动量、能量、湍动能和湍流耗散率的离散均采用二阶顶风格式, 设定壁面边境为反射边境, 反弹系数及冲蚀参数参照A.FORDER和K.AHLERT等的研讨成果取值。在高压管汇遭受冲蚀的过程中, 在高压无缝管汇进、出口的直管段简直没有发作冲蚀磨损, 发作冲蚀磨损最严重的部位集中在弯管局部, 并且在弯管的出口处冲蚀磨损最严重, 冲蚀率抵达0.017 6 kg/ (m2·s) ;颗粒离散量散布在高压无缝管汇的进口直管段处非常微小, 离散量散布密集区域主要集中在弯管出口处到直管的出口段, 且从弯管出口处到直管的出口段离散量散布逐步减少。在不同的流速和不同几何尺寸高压管汇的离散相冲蚀磨损率的变化状况也极为重要。几何尺寸主要包括高压无缝管汇内壁直径、弯管的曲率半径以及弯管段的弯曲度3类参数。在进口流速一定的状况下, 随着管汇内壁直径的增大, 管汇内壁的最大冲蚀磨损率战争均冲蚀磨损率呈现递加的趋向, 并且随着进口流速的增加, 管汇内壁的最大冲蚀磨损率战争均磨损率逐步增大。管汇内壁直径在30~150 mm的范围内, 分别在5、10、15、20和25 m/s的进口流速下, 最大冲蚀磨损率减小了98.61%、98.72%、98.70%、98.80%和98.96%, 均匀冲蚀磨损率减小了95.51%、98.78%、98.71%、98.11%和98.04%, 在不同的速度下管汇最大冲蚀磨损率最大抵达了0.230 kg/ (m2·s) 。其缘由在于, 管汇内壁直径增大, 使得支撑剂颗粒与管汇内壁的碰撞面积增大, 在管内压裂液的冲蚀下, 单位面积上遭到离散相颗粒冲蚀作用的数量减少, 招致冲蚀磨损率减小。而冲蚀速度的加快, 单位面积上所遭到颗粒的冲蚀动能成倍数增加, 加重了管道内壁的冲蚀磨损。


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