潘丽艳，叶 飞，万法林，蔡可文，丁晓培，徐银龙，孟 成

（江苏东港能源投资有限公司，江苏 连云港222000）

1 简介

随着中国经济快速发展，工业中管道用量大幅增加，随之带来的管道热疲劳问题成为各界学者研究的重要课题。模拟冷热流体交混的管道热疲劳问题对管道安全及各类工业生产工艺有着重要意义。

国内外研究者广泛采用ANSYS模拟研究冷热流体交混现象，针对T型管道下游交混区的热应力分布进行数值分析，并利用实验数据验证数值分析的准确性。NAⅠK-NⅠMBALKAR等[1]对T型管道开展了冷热流体混合实验（冷热温差为15 K），并使用k-模型进行了三维数值模拟，预测的管道下游区温度场和速度场及温度波动情况与测量数据呈现的趋势一致。HⅠROTA等[2]研究了T型管道内流体的速度场及温度场并将流体可视化处理，实验结果显示蘑菇状流体波动是由于流体速度波动引起的并在流动方向产生湍流热混合。WALKER等[3]在前期T型管道实验的基础上进行了稳态CFD计算，采用3种湍流模型，即k-模型、基于k-模型的SST模型和BSL雷诺应力模型，通过修正k-模型中模型系数改善湍流扩散的速度曲线和浓度曲线。余汇涛等[4]利用大涡模拟模型对核电站中管道的热疲劳问题进行数值模拟，发现流体温度的变化情况从管道中心向壁面呈非线性。HOWARD等[5-6]采用有限元方法预测冷热流体交混现象对下游区管道壁面的温度变化的影响，研究表明流体中温度变化与管道壁面的温度变化密切相关，并提出非常有必要研究T型接头处的温度波动。……