输气管道肋条减阻数值模拟

doi::10.3969/j.issn.1672-6952.2018.04.009

辽宁石油化工大学学报 ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (04): 45-49.DOI: :10.3969/j.issn.1672-6952.2018.04.009

输气管道肋条减阻数值模拟

王卫强¹,巴梁¹,王国付¹,张明明²

1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;2.中国科学院工程热物理研究所,北京100180

收稿日期:2017-08-12 修回日期:2017-09-18 出版日期:2018-08-25 发布日期:2018-08-22
通讯作者: :王国付(1978-),男,博士,讲师,从事仿生肋条减阻研究;E-mail:wangzz_2000@163.com。
作者简介::王卫强(1974-),男,博士,教授,从事仿生肋条减阻研究;E-mail:wwq920285@163.com。
基金资助:
:辽宁省科技厅项目“三维数字油库风险防控与应急响应系统构效”(2015020604)。

Numerical Simulation of Drag Reduction of Gas Pipeline

Wang Weiqiang¹， Ba Liang¹， Wang Guofu¹， Zhang Mingming²

1.College of Petroleum Engineering，Liaoning Shihua University，Fushun Liaoning 113001，China； 2.Institute of Engineering Thermophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100180，China

Received:2017-08-12 Revised:2017-09-18 Published:2018-08-25 Online:2018-08-22

摘要/Abstract

摘要： 湍流阻力是长距离输气管道中能量损失的主要因素。为了研究V 型肋条在输气管道中对阻力的影响,在雷诺数为74880的条件下,采用CFD软件对光滑管道和内壁铺有尺寸不同的两种肋条的管道进行了数值模拟,并通过分析管道中的流场、涡量和壁面切应力的分布规律,找出两种尺寸肋条增阻和减阻的原因,得出肋条减阻的机理。结果表明,与光滑圆管相比,管道中的肋条尺寸s⁺ =22时,近壁区流体流速小,涡量小,壁面切应力增阻区面积小,切应力小,具有减阻效果;当管道中的肋条尺寸s⁺=44时,近壁区流体流速大,肋顶处涡量较大,壁面切应力增阻区面积大,切应力大,肋条具有增阻效果。

关键词: 输气管道, 肋条减阻, 数值模拟, 湍流边界层

Abstract: The most important form of loss of energy in long-distance gas pipelines was turbulence resistance. In order to study the V-shaped riblet influence on the resistance in the gas pipeline, this paper used the software of CFD to simulate two different geometric size of V-shaped riblets and smooth pipe. The Reynolds number was 74 880. By analyzing the flow field in the pipeline, the distribution of vorticity and wall shear stress, the reasons for increasing drag and decreasing resistance were found. Based on this, the drag reduction mechanism was obtained. The results showed that：compared with the smooth gas transmission pipeline，when the riblet size in the pipeline was s⁺=22, the flow velocity, vorticity value, the area of wall shear stress and the shear stress were small. Riblet had the effect of drag reduction. When the riblet size of the pipeline was s⁺=44, the flow velocity of the near wall area, the vorticity value at the top of the riblet, the wall shear stress increased area and the shear stress value was large. Riblet had the effect of increasing resistance.

Key words: Gas pipeline, Riblet drag reduction, Numerical simulation, Turbulent boundary layer

王卫强,巴梁,王国付,张明明. 输气管道肋条减阻数值模拟[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2018, 38(04): 45-49.

Wang Weiqiang， Ba Liang， Wang Guofu， Zhang Mingming. Numerical Simulation of Drag Reduction of Gas Pipeline[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2018, 38(04): 45-49.

[1]	严晓峰, 仇天忠, 岳云辉, 梁嘉瑞, 王通, 胡贤忠. 富氢甲烷直接火焰冲击加热带钢传热特性的数值模拟[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2024, 44(4): 10-17.
[2]	张准顺, 潘振, 包瑞新, 李洋, 马贵阳. 掺氢比对天然气管道泄漏扩散影响的模拟研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2024, 44(4): 44-50.
[3]	周振, 张云宝, 王承州, 詹兆海, 郑旭林, 陈丹丰. “弱凝胶+水基微球”组合调驱数值模拟量化的表征研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(4): 72-77.
[4]	邹思雨, 任建民, 朱向哲. 新型单螺杆挤出机组合螺杆混合特性分析[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(1): 54-60.
[5]	伍轶鸣, 姚琨, 刘艳, 李湘云, 吴蜜蜜, 成荣红. 凝析气藏注气提高采收率数值模拟研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(3): 51-55.
[6]	徐冰, 李小玲, 吴玉国. 天然气管道肋条减阻数值分析[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(3): 56-61.
[7]	李嘉宁, 杜胜男, 范开峰, 晁凯, 黄雪松, 李伟, 王卫强. 多起伏大高差油气混输管道停输和再启动瞬态流动规律研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(2): 55-60.
[8]	张鹏飞, 孟宇, 王东阳, 朱向哲. 长短棱长度比对4WS转子密炼机混合特性的影响[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(2): 73-78.
[9]	任博群, 宝艳明, 李壮, 韩立浩. 电磁制动结晶器内电磁参数对钢液流动行为影响数值模拟[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(6): 72-78.
[10]	谢磊, 邹思雨, 朱向哲. 单螺杆挤出机螺杆组合段流域混合特性[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(5): 72-78.
[11]	陆莹, 马贵阳. π型管液固两相冲刷腐蚀数值模拟[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2021, 41(4): 52-57.
[12]	罗婷婷, 姚振杰, 段景杰, 李剑, 赵永攀. 低渗透油藏储层特征描述及三维地质建模研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2020, 40(3): 40-44.
[13]	徐鑫, 吴玉国, 孙岩. 颗粒属性对输气管道渐缩管冲蚀磨损的仿真预测[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2020, 40(3): 45-51.
[14]	范玉斌，王卫强，秦国庆，庄正刚. 流量差异和管径突变对立管流动状态的影响[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2020, 40(2): 58-63.
[15]	刘智铭，董杰，谢禹钧. SK型静态混合器对原油混合特性影响的数值模拟[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2020, 40(2): 73-77.

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