摘要
针对流体输送管道失效研究中存在的问题,主要研究腐蚀与流体流动的交互作用对管道冲蚀破坏的作用机理。建立流固耦合数理模型,推导出在任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)描述下的粘性流体N-S方程和腐蚀产物保护膜固体区域的控制方程,分析管壁边界层多相流介质流动与腐蚀产物保护膜破损之间的耦合作用。以弯管的冲蚀失效为例,结合弯管的结构特性、多相流的物性参数,运用ANSYS有限元分析软件,采用物理环境顺序耦合法进行流固耦合数值模拟,分析管壁腐蚀产物保护膜的变形程度和受力状态,判定弯管冲蚀破坏的危险区域和失效趋势;现场测厚数据与仿真计算结果基本吻合,验证仿真计算的可靠性和可行性,该方法可用于管道输送系统的风险预测、安全评估和工艺改造。
In view of the problems existing in the research of fluid-carrying pipeline failure, the mechanism of effect of interaction of corrosion and fluid flow on the erosion damage of pipeline is researched. The mathematical model of fluid-structure interaction is established. The N-S equation of viscous fluid under the description of arbitrary Lagrange-Euler (ALE) and the control equation of solid area of protective film of corrosion products are derived. The interaction between multiphase medium flow on the pipe...
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第11期119-124,132,共7页
Journal of Mechanical Engineering
基金
国家自然科学基金(20576125)
浙江省自然科学重点基金(Z4080352)
国家高技术研究发展计划(863计划
2009AA04Z422)资助项目
关键词
弯管
冲蚀预测
腐蚀产物保护膜
流固耦合
数值模拟
Elbow Erosion prediction Protective film of corrosion product Fluid-structure interaction Numerical simulation