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题名天然气单流涡流管流场与温度场数值模拟
被引量：5
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作者
王凯
谢磊
欧阳欣
闫锋
王海峰
韩涛
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机构
北京石油化工学院·深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室
中国石油管道科技研究中心·油气管道输送安全国家工程实验室
中国石油管道有限责任公司西气东输分公司银川管理处
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期113-119,共7页
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基金
国家自然科学基金项目“深水油气柔性立管多场热质耦合迁移及冷凝机理研究”(编号:51704027)
北京市大学生研究训练[URT]计划项目“天然气先导涡流管加热器能量分离特性研究”(编号:2019J00007)。
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文摘
单流涡流管(SCVT)对传统涡流管(RHVT)的结构进行了改进,在天然气管道调压系统的在线加热方面具有较大的安全、节能优势。为了使SCVT技术能更好地适应天然气管道系统的工况调整和环境温度变化,基于前人关于RHVT的研究成果,建立了SCVT流场和温度场计算模型,采用ICEM和FLUENT软件分别对计算区域进行了结构化网格划分和三维数值模拟;进而根据环道实验数据对计算模型进行了验证分析,针对SCVT在典型工况下的切向运动、轴向运动、静压、静温、短路流等特性进行了数值模拟研究。研究结果表明:①流场由一系列沿热端管方向流量不断衰减的"短路流"构成;②流场结构存在着平行于管中心的能量分离界面,界面的轴向速度为0,静压不随轴向位置变化,界面两侧的内、外旋流的轴向速度相反;③在靠近喷嘴的前半段,径向方向的静压、静温、切向速度和轴向速度差异较大,能量分离效果显著;④静温在管壁处最高,并沿着热端管方向近似呈指数趋势升高,较大的热端管长径比增大了与被加热气体之间的换热面积,有利于提高SCVT的加热性能。结论认为,该研究成果可以为涡流管加热技术的推广应用提供技术支持。
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关键词
天然气管道
调压系统
涡流管
RHVT
SCVT
流场
温度场
能量分离
加热性能
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Keywords
Natural gas pipeline
Pressure regulating system
Vortex tube
RHVT
SCVT
Flow field
Temperature field
Energy separation
Heating performance
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分类号
TE973
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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