基于旋流射流的清管器结构研究

作     者：吴昊 任连城 谢帅 单代伟 

作者机构：重庆科技大学机械与动力工程学院 四川宏华石油设备有限公司 

出 版 物：《流体机械》 (Fluid Machinery)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：112-120页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：重庆市自然科学基金项目(CSTC2020JCY-MSXMX0410) 

主　　题：天然气管道 清管器 旋流 射流 计算流体动力学 流场模拟 

摘      要：针对管道污垢容易在清管器皮碗底部形成楔形堆积，造成清管器卡堵等问题，提出一种基于旋流射流的清管器结构。基于计算流体力学方法，对旋流射流清管器进行流场数值模拟，研究导流管直径、叶片安装角、翼型折角对叶轮力矩和旋流射流平均速度的影响，分析导流管气流对皮碗底部污垢吹扫效果；采用正交试验法确定最优结构参数。研究表明：导流管直径在65～75 mm之间时，叶轮力矩基本达到峰值；增大翼型折角或叶片安装角都能显著提高叶轮力矩，但叶片安装角对旋流射流平均速度影响较小；导流管中射到皮碗底部的气流速度在40～60 m/s，湍动能大小在6 m2/s2左右，且影响范围广，能解决由皮碗底部污垢堆积而产生的卡堵问题；最优结构参数为导流管直径45 mm、叶片安装角40°、翼型折角33°。研究可为研发新型清管器以及解除卡堵问题提供参考。