CFD моделювання ерозійного зношування фасонних елементів лінійної частини магістрального газопроводу

Анотація

Здійснено 3D моделювання фасонних елементів лінійної частини магістрального газопроводу, де відбувається складний рух багатофазних потоків, зміна напряму їх руху, завихрення, ударяння дискретних фаз до стінки трубопроводу, ерозійне зношування стінки труби. На основі Лагранжевого підходу (модель Discrete Phase Model) розроблено методику CFD моделювання ерозійного зношування фасонних елементів лінійної частини магістрального газопроводу (відводів, трійників) із застосуванням програмного комплексу ANSYS Fluent R17.0 Academic. Математична модель базується на розв’язанні системи рівнянь Нав’є-Стокса, нерозривності, руху дискретних фаз, рівняння Фінні, замкнених двопараметричною k – ε моделлю турбулентності Лаундера-Шарма з відповідними початковими та граничними умовами. У трійнику моделювання виконували для руху газу магістраллю трійника і перетікання частини потоку у відвід трійника. Результати моделювання були візуалізовані в постпроцесорі ANSYS Fluent R17.0 Academic побудовою полів концентрації дискретної фази та полів швидкості ерозійного зношування на контурах фасонних елементів. Дослідивши отримані результати, виявлено місця інтенсивного ударяння рідких і твердих частинок
до стінки фасонних елементів лінійної частини магістрального газопроводу, місця інтенсивного ерозійного зношування стінки трубопроводу. Такі результати відкривають можливості для оцінювання міцності фасонних елементів лінійної частини магістрального газопроводу та визначення їх залишкового ресурсу.