高压管汇冲蚀速率数值模拟新方法研究

目前关于冲蚀速率的计算还是以半经验计算模型为主,各模型预测的结果并不是很精确,DP M模型忽略了离子间碰撞的影响,且在固相颗粒体积分数较高时预测的准确性有限.为此,使用CFD方法,分别采用DPM模型和DDPM模型,分析了弯径比、压裂工况参数、固相颗粒物理特性及颗粒斯托克斯系数对高压管汇冲蚀速率及冲蚀区域的影响.研究结果表明:DDP M模型考虑四相耦合,考虑了颗粒之间的碰撞和作用力,在模拟颗粒轨迹上要优于DP M模型;最主要的冲蚀区域还是弯头出口外壁区域,颗粒形状系数小于0.5时,在弯头15°～45°偏转角截面冲蚀减轻,影响冲蚀区域的因素是弯径比和颗粒粒径;在斯托克斯系数St>1与St<1时颗粒轨迹出现明显差别,冲蚀区域出现一定改变.所得结论对高压管汇的结构改进及剩余寿命评估具有理论和工程应用意义.