大口径管道流体的流态和小径管道
有很大区别。研究表明大管径重现相似
流态的能力在内径小于10厘米的管道大大
的降低。而在本所内,所有的研究都可
在与较大尺度系统关联的4英寸或10厘米的
管道中进行。
1. 多相流冲刷腐蚀管路
工业管道的材料降解主要通过腐蚀
和侵蚀两种途径进行。腐蚀是化学或电
化学降解过程,在这个过程中,金属失
去电子,产生的金属阳离子溶解进流体
里或形成保护膜。冲刷是粒子冲击管道
表面机械性的去除金属。用于输送腐蚀
性物质和固体颗粒的工业管道会发生冲
刷腐蚀。如果冲刷和腐蚀同时发生,就
有可能产生交互作用,造成的金属损失
大于单独的冲刷和腐蚀的总和。对于频
繁使用的材质,如碳钢,了解它在冲刷
和腐蚀环境下的材料磨损具有重要的意
义。尽管对单纯的冲刷和腐蚀机理的研
究很深入,对于冲刷腐蚀的机理却少有
研究。
![](images/Isometric View no frame or floor_1.JPG)
2. 丘陵地势下的多相流管路
本所组建独特的10厘米内径长18米的
管道,可以模拟局部多相油水气流体和
在短而突变的弯度变化的道路和河流交
叉点周围和丘陵地势下的腐蚀。多相流
管线经过6米长的水平管到达交叉部分。
四个9D的弯管和用于上升,交叉和下导的
两米管组成这个交叉部分。多相流混合
,然后通过4米的水平管流出到分离罐。
这个高度复杂的流动系统可以呈现水平
,倾斜和垂直流体。在任意给定气液的
流速,这套系统可以同时在不同的部位
出现9种流态。相应的腐蚀机理和腐蚀速
率变化显著。
3. 倾斜的多相流体
与单相流不同的是,多相流受流体
的地理影响较大。众多的管道地理中,
影响最大的是管道的倾斜度。即使0.5度的
倾斜角就能显著改变流态,边界层结构
和基本的传递机理。受16000磅重的基座支
撑的两条30米长独立管道可以由水平倾斜
到垂直。当研究含有沙,油,水,气和/
或减阻剂的多相流中倾斜度对流态的影
响时,在管道的透明部位可以观察流态
的流动。