倾角对原油管道流场影响的模拟研究

摘要

近年来，借助基于计算流体力学（CFD ）的计算机数值仿真技术，通过对管道内部的流场模拟和分析，能从本质上揭示油水管道内腐蚀的机理，为寻找整个管系的最危险位置提供科学依据。原油集输管道中最容易发生内腐蚀的位置是可能产生聚集水的位置。因此，通过确定油水两相流的流型以及可能产生的积水位置，对管道内可能产生积水的位置进行重点检测，可以从很大程度上解决管道的安全隐患。本文采用FLUENT 软件，在流速、管径以及含水率不变的情况下，分别建立水平管和倾斜角度为10°、20°、30°的三维管道模型，选用多相流VOF 模型，对低含水原油在管道内的流场进行非稳态计算，分析管道内油水两相流的流型和水的聚集现象，并研究倾斜角度对于油水两相的影响。通过计算结果和流场模拟分析表明，受到倾角和重力的影响，在抬头段、倾斜管中部、以及出口处，较易发生水的聚集现象。模拟结果与现场检测结果非常吻合。