杨文 李建良 刘刚

1中国石化销售有限公司华南分公司

2中海石油（中国）有限公司天津分公司

3中国石油集团渤海钻探钻井技术服务分公司

管道是当今工业最常见的五大运输工具之一，作为一种特种设备在运送液体、气体和浆液等方面具有特殊的优势，尤其在石油、化工及天然气等产业中具有不可替代的作用。Y 型管道在油气集输管网中应用比较广泛，在油气输运过程中，由于入口、出口流量、管径等不同，会使管内流动状态发生明显变化；尤其是在三条管路的连接处，其压力外部与直管段明显不同，可能会存在较大的剪切力，导致腐蚀的发生。

目前国内外研究学者分析了管内流动状态对管体腐蚀的影响。陈志静等[1]借助CFD 软件发现，当流体的流态发生变化时，相应位置处的腐蚀程度将增大。杜强等[2]对油气管线弯管处固液两相流场特性进行数值模拟，并对其腐蚀做出预测，得出管道弯管处流场变化复杂是引起腐蚀的主要原因[3]。曾莉[4]、胡跃华[5]、胡宗武[6]先后对管道冲刷磨损机理和流体动力学特性进行了相关研究，揭示了管道弯管处的冲刷磨损机制，并提出典型管件预防冲刷磨损的有效措施。本文借助CFD 软件[7-9]，对油气集输管网中Y 型管件内部流体动力学特性进行数值模拟分析，以探究不同流动条件下变化流场对管道内部压力分布和最大剪切力影响，为管道的安全运行提供借鉴。

1 模型建立及网格划分

1.1 模型

（1）物理模型。本文以某油气集输管网中的Y型管为计算实例，建立图1 所示的物理模型，该Y型管由一个入口和两个出口组成，进口主管道与出口支管道管径详细信息如表1 所示。……