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輸油彎管泄漏數(shù)值模擬

文檔作者：李朝陽馬貴陽劉亮杜明俊文檔來源： 1．遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院 2．中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司，		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月26日
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第40卷第4期
201 1年4月
當(dāng) 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
VO]．40． NO．4
April，2011
輸油彎管泄漏數(shù)值模擬
李朝陽i，馬貴陽 ，劉 亮 ，杜明俊
(1．遼寧石油化工大學(xué)石油天然氣工程學(xué)院，遼寧撫順113001； 2．中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司，河北任丘0622552)
摘 要：我國現(xiàn)有輸油管道經(jīng)過多年沖刷及內(nèi)外腐蝕后，存在一定的安全隱患，對管道的安全運(yùn)行構(gòu)成了
嚴(yán)重危害。利用CFD仿真軟件，依據(jù)有限容積法，采用多相流VOF模型對不同輸送條件及泄漏孔徑對泄漏后
管內(nèi)壓強(qiáng)分布進(jìn)行了模擬。研究表明：當(dāng)泄漏孔徑相同時，隨著輸送速度的增加，管內(nèi)壓強(qiáng)整體增大，泄漏口
下游存在增大的高壓區(qū)；當(dāng)輸送速度相同時，泄漏孔徑增大，管內(nèi)壓強(qiáng)降低，高壓區(qū)的強(qiáng)度及范圍降低。計算結(jié)
果可為管道測漏技術(shù)的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞： 輸油管道；泄漏；數(shù)值模擬
中圖分類號：TQ 019 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1671—0460(201 1)04—0420—03
Numerical Simulation of 0il Tube Bending Leakage
LI Zhao-yang',MA G 硎g
，LIU Liang ，DU Ming-jun
(1．College ofPetroleum and Natural Gas Engineering，Liaoning Shihua University，Liaoning Fushun 1 13001，China；
2．China Petroleum Engineering Co．，Ltd．，North China Company,Hebei Renqiu 062552，China)
Abstract：After years of scouring and corrosion，there are certain hidden troubles in oil pipelines at home，which have
seriously influences on safe running of the pipeline．In this paper,according to the finite volume method，pressure
distribution in oil pipe under different transport conditions and leakage aperture after leakage were simulated by CFD
simulation software and multi—phase VOF mode1．The results show that：when the leak age aperture is certain，along
with increase of transportation speed，pipe pressure increases overall，there is a bigger high—pressure zone in the
leak age mouth downstream；when the transportation speed is certain，with increase of leakage aperture，pipe pressure
decreases，and strength and range of high pressure area reduce．The simulation result can provide a theory basis for
leak detection of oil pipelines．
Key words：Oil pipeline；Leakage；Numerical simulation
目前管道運(yùn)輸成為石油、天然氣和其它液化產(chǎn)
品必備的運(yùn)輸工具。據(jù)統(tǒng)計我國現(xiàn)有的服役管道中
約有50％已超過30年，經(jīng)多年的沖刷以及管道內(nèi)外
腐蝕后，存在一定的安全隱患，嚴(yán)重影響了輸油管
道的安全運(yùn)行 。
輸油管道泄漏檢測與定位技術(shù)大體上可以分為
直接檢測法和間接檢測法 。管線泄漏檢測定位技
術(shù)包括“檢測” 和“定位”兩層含意，在復(fù)雜工況
下各種檢測方法都存在不同的缺點(diǎn)。如何有效的減
少誤報和漏報，及時準(zhǔn)確可靠地檢測管線泄漏現(xiàn)象
的發(fā)生，對安全運(yùn)行及人民群眾的生命財產(chǎn)安全具
有重要意義 。
本文采用有限容積法，建立泄漏控制方程。利
用CFD仿真軟件，采用多相流VOF模型模擬了不同
輸送條件及泄漏孔徑對泄漏后管內(nèi)壓強(qiáng)分布?？蔀?
進(jìn)一步研究管道泄漏檢測技術(shù)提供一定的理論指
導(dǎo)
1 研究問題及模型
以某輸油管道為例，公稱管徑1 000 mm的9O。
水平彎管，彎徑kL4。彎頭外側(cè)泄漏口直徑60 mm，
原油進(jìn)口速度為2 m／s，油流含水率20％。忽略重力
影響，建立二維模型。幾何模型見圖1，采用局部加
密技術(shù)對泄漏口附近區(qū)域進(jìn)行單元劃分 。出口邊
界與泄漏口均采用壓力出口。
圖1 模擬區(qū)域
Fig．1 Simulation area
收稿日期： 201O-12—3O
作者簡介： 李朝陽(1984一)，男，在讀碩士，研究方向：多相流數(shù)值模擬。E-mail：] zhaoyang52O8840@1 26．com。

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