Análisis de erosión y diseño óptimo de accesorios de tubería resistentes a la arena
Autores: Song, Xiaoning; Mi, Kaifu; Lei, Yu; Li, Zhengyang; Yan, Dongjia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de erosión y diseño óptimo de accesorios de tubería resistentes a la arena
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Erosión
Codo de tubería
Partículas sólidas
Flujo turbulento
Velocidad del fluido
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La erosión de partículas sólidas en un codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados se investiga mediante métodos de simulación. En el proceso de explotación de gas de esquisto, el impacto de las partículas sólidas transportadas por el fluido en la superficie interna de las tuberías, así como el flujo turbulento, causan la erosión de las tuberías, lo que conlleva grandes pérdidas económicas para la industria del petróleo y el gas. En la erosión por impacto de la superficie interna de la tubería, la peor erosión ocurre en el codo. En este estudio, se analiza la erosión de un codo de tubería que se ha utilizado ampliamente en la producción real, y se investiga la influencia de la velocidad del fluido, el tamaño de las partículas sólidas y la rugosidad de la pared en la erosión. Además, se comparan los resultados de simulación de la erosión con las condiciones de frontera de rebote y congelación, indicando que establecer la condición de frontera de congelación podría mejorar significativamente la eficiencia computacional en un 74% con una precisión aceptable. Con el fin de reducir la erosión por impacto en el codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados, se propone un diseño óptimo que puede reducir la tasa máxima de erosión en un 52.4%. Estos resultados complementan la investigación sobre la erosión en codos y proporcionan ideas para el problema de optimización de un codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados.
Descripción
La erosión de partículas sólidas en un codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados se investiga mediante métodos de simulación. En el proceso de explotación de gas de esquisto, el impacto de las partículas sólidas transportadas por el fluido en la superficie interna de las tuberías, así como el flujo turbulento, causan la erosión de las tuberías, lo que conlleva grandes pérdidas económicas para la industria del petróleo y el gas. En la erosión por impacto de la superficie interna de la tubería, la peor erosión ocurre en el codo. En este estudio, se analiza la erosión de un codo de tubería que se ha utilizado ampliamente en la producción real, y se investiga la influencia de la velocidad del fluido, el tamaño de las partículas sólidas y la rugosidad de la pared en la erosión. Además, se comparan los resultados de simulación de la erosión con las condiciones de frontera de rebote y congelación, indicando que establecer la condición de frontera de congelación podría mejorar significativamente la eficiencia computacional en un 74% con una precisión aceptable. Con el fin de reducir la erosión por impacto en el codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados, se propone un diseño óptimo que puede reducir la tasa máxima de erosión en un 52.4%. Estos resultados complementan la investigación sobre la erosión en codos y proporcionan ideas para el problema de optimización de un codo de tubería que contiene un ángulo de 90 grados.