成品油管道弯管的流体紊动分析

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摘 要：成品油在管道内进行长距离运输时，为保证油品质量，有必要对一些特殊管段进行流体紊动分析，特别是弯管，本文使用ANSYS软件中的Fluent流体分析模块对某管段进行流体的压力及紊动情况进行分析，实验结果表明：（1）成品油在直管段的压力分布较为均匀，弯管处压力分布很不均匀，且在弯管外侧的压力较大；（2）流体在弯管处的扰动非常剧烈，且在弯管内侧的流体扰动最为剧烈。根据实验结果提出可行的工程建议。

关键词：成品油 管道 弯管 紊动 压力 Fluent

随着我国管道工程建设的飞速发展，对长距离管道的合理设计显得十分重要，对于成品油管道而言，保证油品质量是运输的关键之处。为了保证油品的输送质量，需要对一些特殊管道进行流体紊动及压力分析，本文使用Fluent软件对一段管道弯管进行数值模拟，工程中可根据模拟结果提出可靠性意见。

一、成品油管道模拟控制方程

连续性方程： （1）

动量方程（Navier-Stokes）：

（2）

式中： -广义源项， ；

-质量力[1-3]。

二、实例分析

为探究成品油在管道内的压力及流体扰动分布情况，使用ANSYS软件中的Fluent模块对弯管内的流体进行数值模拟。使用Gambit软件绘制模型网格，管道半径为0.3m，倾斜角为20°，如图1所示[4，5]。

图1 Gambit绘制网格示意图

在Fluent中输入流体参数、边界条件、操作条件等，绘制压力、流体扰动的云图。由图2（a）、（b）可以得出：（1）成品油在直管段的压力分布较为均匀，弯管处压力分布很不均匀，且在弯管外侧的压力较大；（2）流体在弯管处的扰动非常剧烈，且在弯管内侧的流体扰动最为剧烈。

（a）压力分布情况

（b）紊动情况

图2 成品油在管道内的压力、紊动情况

三、结论

根据Fluent模拟出的管内压力及流体扰动情况云图，得出弯管处的压力分布最不均匀且为最大，流体扰动情况最为混乱，若考虑安全因素，应重点对管道的弯管进行详尽的应力分析。出于油品质量的考虑，则在管道设计阶段应尽量减少弯管数量。

参考文献

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