易卫国,杨 谦,李群松

(湖南化工职业技术学院化工系,中国 株洲 412000)

石油化工生产及其他行业用管道输送流体介质时，流体中的颗粒不可避免的对管道造成冲蚀．其影响因素很多、很复杂，如：流体介质中颗粒的大小、速度等，其危害程度比较大，特别是当工作介质易燃易爆或者有剧毒时，一旦产生事故后果不堪设想．如：我国陕京输气管道琉璃河分输处曾因气源中含较多颗粒、流速过高等原因造成阀门被冲刷穿孔；我国中原油田污水管道和印度输送煤气管道都报道过发生管内壁底部槽沟磨损引起开裂事故等等．因此，我们非常需要比较准确的预测管道中最容易磨损的部位及磨损的速度，以保证管道设备能可靠安全运行．人们对浓度大的颗粒流对管道的冲蚀机理及模拟预测等做了不少的研究[1-6]．但值得一提的是当流体中的颗粒含量不高时，危险是同样存在的[7]，却往往容易让人忽视，文章正是基于这方面的考虑，针对含少量颗粒流体通过管弯时对管壁的冲蚀，以含沙水流为例利用计算机进行了数值模拟，在此，不考虑工作介质对管道的腐蚀作用．

1 模型的建立

1.1 数学模型

管内含沙水流的流动属于典型的固-液两相流,由于所研究的对象是固体颗粒含量小于10%(体积分数)的流体，颗粒显得非常的稀薄，因此可以采用离散相模型．利用拉格朗日法对通过流场的颗粒进行逐个跟踪，再分别计算在各种不同的工况下弯头各……