CO2固体水合物对弯管冲蚀的数值模拟

doi:10.19286/j.cnki.cci.2021.11.041

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摘要在CO2管道输送过程中，弯管的频繁使用对直管更易产生冲蚀破坏。CO2固体水合物是造成CO2弯管冲蚀破坏的一个重要影响因素，故对于弯管的冲蚀研究非常重要。利用FLUENT软件建立超临界CO2弯管模型，并模拟分析CO2固体水合物在不同入口流速、不同弯管曲率半径和不同弯管弯曲角度下对弯管的冲蚀破坏程度的影响。结果表明：当入口流速为2.5～3.0 m/s时，弯管处最大冲蚀速率处于较低区间；当弯管的曲率半径R≥2.0 DN时，弯管处的最大冲蚀速率处于低值；当弯管弯曲角度≥110°时，弯管最大冲蚀速率较低。研究结果可为我国CO2管道输送以及超临界CO2管道冲蚀研究提供理论基础。

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关键词 ： CO2固体水合物, 超临界CO2, 弯管, 冲蚀, 数值模拟, 管道输送

Abstract： In the process of CO2 pipeline transportation, the frequent use of elbow is more likely to cause erosion damage to straight pipe. CO2 solid hydrate is an important factor causing the erosion damage of CO2 elbow, so it is very important for the study on erosion of elbow. The supercritical CO2 elbow model was established by FLUENT software, and the effects of CO2 solid hydrate on the erosion damage degree of elbow under different inlet velocity, different elbow curvature radius and different elbow bending angle were simulated and analyzed. The results show that when the inlet velocity is 2.5 ~ 3.0 m / s, the maximum erosion rate at the elbow is in a low range; when the curvature radius of the bend R≥2.0 DN, the maximum erosion rate at the elbow is at a low value; when the bending angle of the bend is ≥ 110 °, the maximum erosion rate of the bend is low. The research results can provide a theoretical basis for CO2 pipeline transportation and supercritical CO2 pipeline erosion research in China.

Key words： CO2 solid hydrate supercritical CO2 elbow； erosion numerical simulation pipeline transportation

基金资助:西安石油大学横向科研项目“延长油田液态CO2管道输送可行性研究”（ycsy2015ky-B-02）；西安石油大学研究生创新与实践能力培养项目（YCS20213185）。

通讯作者: 戴相玄（ 1996— ），男，安徽天长人，硕士。

作者简介: 陈兵（ 1969— ），女，四川泸州人，教授，硕士生导师。

引用本文:

陈兵，戴相玄，巨熔冰. CO2固体水合物对弯管冲蚀的数值模拟[J]. 煤炭与化工, 2021, 44(11): 137-142. Chen Bing， Dai Xiangxuan， Ju Rongbing. Numerical simulation of elbow erosion by CO2 solid hydrate. CCI, 2021, 44(11): 137-142.

链接本文:

http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2021.11.041 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2021/V44/I11/137

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