排灌机械工程学报

作者：张赫铭,李文昊,何新林*,刘宁宁,金瑾,

单位：1. 石河子大学水利建筑工程学院, 新疆 石河子 832000; 2. 石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验室, 新疆 石河子832000

关键词：管道输水,管径,气液两相流,数值模拟

基金：国家重点研发计划项目(2017YFC040320503)

为更好了解管道中的气液两相流运动过程,揭示气液在不透明管道中的分布规律及运动形态,提高管道自压输水在实际工程中的安全性.基于已有研究成果,应用Fluent软件进行三维水平管道的数值模拟研究,并分析了不同管径、流速下两相流流态,及压力、流速等各项水力要素的变化.结果表明:三维CFD模拟可较好地展示管道气液两相分布规律;增大液相折算速度可以发生流型的转化,随着管径的增大,气泡流-塞状流的过渡表现为更高的液相折算速度,从80 mm管道中的小于4 m/s过渡到160 mm管道中的4 m/s;随着液相折算速度和管径的减小,由气团引起的压力波动随之减小,其中2.8 m位置处的最大压差由9 439.2,12 826.5 Pa减小到9 136.0 Pa;管道上壁面流速下降梯度高于下壁面,且气泡越大,差值越明显.工程上认为若无法避免输水过程中的气体存在,采用较小的液相折算速度和管径时,由气团引起的压力波动随之变小,认为此时管道更为安全.

来源：2021年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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