含砂原油对方形补偿器的冲蚀模拟

为研究不同因素对方形补偿器内固体颗粒冲蚀作用规律的影响,基于DPM模型,结合流固耦合稳态模拟及控制变量的方法,对热补偿能力相同的四种标准方形补偿器内壁面的冲蚀速率进行计算.结果表明,4种补偿器内的冲蚀速率随固体颗粒质量流率的增加而增大,其中,Ⅲ型补偿器C弯管局部冲蚀集中区最大占比达到96.2％,Ⅰ型补偿器冲蚀速率与质量流率近似呈线性正相关;在不同粒径范围内,4种补偿器先后出现波动的冲蚀速率变化周期,各型补偿器最大冲蚀速率差距明显.其中,Ⅳ型补偿器内的冲蚀速率可达到1×10-7?kg/(m2·s)量级,明显高于其它3类补偿器;在热补偿量一定的情况下,弯径比为1.5的Ⅳ型补偿器最大冲蚀速率达到弯径比为2.75的Ⅰ型补偿器的6倍,随弯径比的增加,各型补偿器的冲蚀区域均出现明显的扩大.其中,Ⅳ型补偿器在外弧面区出现最大范围0°～240°的"带状"磨蚀区域,最大冲蚀速率逐渐下降并在弯径比为1.5时达到最低值.因此,应根据流体介质中固体颗粒粒径、质量流率及补偿器结构合理选择补偿器类型,从而减轻管件局部点蚀与大范围磨蚀对管道内表面电化学腐蚀保护膜的破坏,以降低冲刷腐蚀速率.