滕向松，孟军政，尹仲伟，潘云龙

(1.大庆油田有限责任公司第二采油厂第二作业区，黑龙江 大庆 163000；2.东北石油大学机械工程学院，黑龙江 大庆 163000)

在石油集输生产过程中，冲蚀破坏是管道在流动介质作用下发生频次较高的一种失效形式。在管道连接中, 弯头常用于管道转弯处以改变管道的方向, 由于弯头处流体方向的改变以及本身结构的特殊性，与管道的其他部位相比，弯头更易受到冲蚀磨损的破坏。每年因管道弯头冲蚀穿孔而造成的经济损失难以计算[1-2],因此,研究输油管道弯头的冲蚀规律有着重要的理论意义与实际意义。

目前对输油管道弯头冲蚀的研究多为单因素研究，关于多因素的研究较少[3]。基于FLUENT软件建立物理模型对管道冲蚀问题进行数值模拟，考察了集输压力、入口流速以及颗粒直径等因素对管道弯头冲蚀的影响，为输油管道的工艺优化及稳定性提升提供了数据参考与理论依据。

1 数学模型

1.1 流体控制方程

在固液两相流的管道输送过程中，基于两者的耦合特性可分析出流体的流动处于湍流状态[4]。对于空间内不可压缩的流体，其流动符合连续性方程、空间动量方程和能量方程。

基于管内流体的湍流状态，在满足雷诺系数的情况下，湍流模型采取k-ε模型，湍流动能方程如下：

(1)

式中，Gk为平均速度梯度引起的湍流动能k的产生项；Gb为浮力引起的湍流动能k的产生项；YM为可压缩湍流中脉动扩张贡献；ui为时均速率，m/s；ε为湍流耗散率；……