T型管道的冲蚀磨损数值模拟分析
连接结构尺寸对三通管冲蚀磨损影响的数值模拟
连接结构尺寸对三通管冲蚀磨损影响的数值模拟陈宇;马贵阳【摘要】Aiming at the problem about the erosion wear of tee pipes in the petroleum pipeline transportation system , the ero-sion wear situation of tee pipes with different connection structures and sizes caused by the solid particles entrained in the oil was simulated by using the DPM erosion prediction model , and the distribution laws of erosion of tee pipes by the particles were obtained .The results showed that the erosion of T-shape tee pipe mainly concentrated on the bottom of the horizontal pipeline directly facing the vertical pipeline and its nearby external pipeline wall , while the erosion of tee pipe with the sphere elbow mainly concentrated on the external pipeline wall of the horizontal pipeline near the sphere , with a relatively smaller erosion wear degree .The maximum erosion rates of two kinds of tee pipe increased exponentially with the increase of fluid inlet velocity , and the maximum erosion rates of both tee pipes increased with the increase of particle mass flow rate . When the fluid flowed in the two kinds of tee pipe , the changing trends of the maximum erosion rate curves in the pipeline system were basically consistent , which both decreased first and then increased .When the sphere diameter of the pipeline el-bow was two times of the pipeline diameter , the erosion rate of the pipeline was the minimum , and the erosion wear degree of the pipeline by the particles was the lightest .%针对石油管道运输系统中三通管的冲蚀磨损问题,采用DPM冲蚀预测模型,模拟分析了油品中夹带的固体颗粒对连接结构尺寸不同的三通管的冲蚀磨损情况,得出了颗粒对三通管冲蚀的分布规律.结果表明:T型三通管的冲蚀主要集中在与竖直管道正对的水平管道底部及其附近的外侧管壁,有球体弯头的三通管的冲蚀主要集中在球体附近水平管道的外侧管壁,且冲蚀磨损程度相对较小;随着流体流入速度的增大,2种三通管的最大冲蚀率随之增大且呈指数增长;随着颗粒质量流量的增大,2种三通管的最大冲蚀率均随之增大;当流体在2种不同的三通管中流动时,管道系统的最大冲蚀率的曲线变化趋势基本一致,均为先减小再增大;当管道弯头处球体的直径为管道直径的2倍时,管道的冲蚀速率最小,颗粒对于管道的冲蚀磨损程度最轻.【期刊名称】《中国安全生产科学技术》【年(卷),期】2017(013)012【总页数】7页(P91-97)【关键词】三通管;结构尺寸;冲蚀磨损;固体颗粒;数值模拟【作者】陈宇;马贵阳【作者单位】辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】X937;TG172.90 引言管道运输作为目前最主要的能源运输方式，具有安全、高效等优点。
诱发T型管道热疲劳的温度波动数值模拟
和逆 向涡 对 ， 获得 了时 均速 度 、 方 根速 度 、 均 雷诺
起耗 散作 用 。大涡模 拟通 过大 尺度 的涡来 模拟 湍 流扩 散 、 量 和能量 的交 换 以及 雷诺 应力 的产生 ， 质 通过 小尺 度 的涡 来 模 拟 耗 散 脉 动 对 各 变 量 的影 响， 因此大 涡模 拟是 把 包 括 脉 动运 动 在 内的 瞬 时
的冷 热流 体混 合过 程 进 行 数值 模 拟 ， 得 混 合 过 获
程 中的流 动与 传热 情 况 、 度 的 时 均值 和 均 方 根 温
值在 空间 上 的分 布 ， 示 诱 发 热疲 劳 的流 动 与传 揭
热本质 ， 析温度 波 动 的功 率 谱 密度 与 波 动频 率 分
之关 系 ， 预测热 疲 劳和 判 断 易发 生 区域 具有 重 对 要的指 导意 义 。 １ 大涡 模拟 湍流 模型
要 以 良好 的计算 网格 为基础 。Ｌ ｅ等 ¨ ｅ 运 用大 涡 模拟 获得 了 Ｔ型管 道 中的温 度 波 动 ， 对管 道 壁 并 面进 行 了热应力 疲 劳 分 析 ， 研究 发 现 冷 热 流体 温 差 和 由于湍 流 混合 强 化 了对 流传 热 是 Ｔ型 管 道
T型管节点抗冲击性能研究
T型管节点抗冲击性能研究曲慧;张云;邵永波【摘要】为研究T型管节点的在冲击性荷载下的力学性能,文章首先采用有限元软件ABAQUS建立了构件冲击荷载下的理论分析模型.在验证模型可靠性的基础上,分别以管节点的几何参数和荷载参数为主要影响因素,分析各相关参数对节点抗冲击性能的影响.分析结果表明:支、主管的管径比与主管的径厚比,对管节点所受的最大冲击力、冲击力作用时间,节点变形情况有较大影响.%In order to study the behavior for tubular T-joint under impact loading, the theory model for mem bers was established by FEA software ABAQUS in this paper. On the base of verifying dependability of anal ysis model, parametric study is performed for tubular T-joint to investigate the effect of geometry and load ing parameter. The analysis results show that diameter ratio between chord and brace and diameter-to-thick ness ratio of chord play an important role in max impact loading, impact loading duration, and the defor mation of T-joint.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2012(016)001【总页数】9页(P156-164)【关键词】T型管节点;冲击性能;数值模拟;参数分析【作者】曲慧;张云;邵永波【作者单位】烟台大学土木工程学院,山东烟台264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台264005;烟台大学土木工程学院,山东烟台264005【正文语种】中文【中图分类】TU3981 引言圆形管节点以其自重轻、造型美观、传力路径明确和制作简单等优点，广泛应用于各种建筑工程中，如桥梁、大跨建筑及海洋石油平台等。
模拟分析小颗粒对T型管的冲蚀
模拟分析小颗粒对T型管的冲蚀作者：梁金川邓又文胡彪来源：《当代化工》2017年第01期摘要：T型管道在天然气输送中较为常见的管件，气体在管道内流动时流向会发生改变导致气体直接冲击管壁，此时气体内夹带的微小颗粒也会冲击管壁，形成冲蚀降低管道输送的安全性。
为了充分了解颗粒对管壁冲蚀影响，以两端为入口，一端为出口的T型管为研究对象，利用FLUENT模拟不同流速下产生的冲蚀情况。
在T型管的一个入口端注入小颗粒并且保持人口条件不变，另外一个入口端不加颗粒而改变气体的速度来观察产生冲蚀的情况。
结果显示改变无颗粒进气端的速度会对冲蚀的位置产生影响，同时冲蚀的程度也会产生一些变化。
对比分析在不同气体流速下管道内压力云图、速度云图和流线图，来揭示颗粒的运动规律进而说明气体流速对于颗粒对于管壁冲蚀的影响。
为实际生产中确定管道危险位置提供依据。
关键词：T型管；天然气管道；管道冲蚀；数值模拟中图分类号：TQ 832 文献标识码：A 文章编号：1671-0460（2017）01-0145-04天然气在我们生活的能源消费者占得比重越来越大，预计2030年前，天然气将在一次能源消费中与煤和石油并驾齐驱。
这充分说明了天然气工业发展的重要性，降低天然气输送的安全隐患是保证天然气工业健康发展的基础。
天然气在管输过程中流速一般会很高，因为有金属微屑和灰尘颗粒等存在会对管壁形成冲击磨损，给天然气输送管线和特殊管件带来安全隐患。
前人针对这个问题进行了一些研究，探究产生冲蚀的机理和影响冲蚀的因素。
曾涌捷针对天然气管道弯头处的冲蚀情况进行了研究，他利用CFD模拟研究弯头的冲蚀失效机理，并通过分析弯头处的速度场和压力场指出弯头大弧面处为危险截面。
张林等人通过建立天然气管道气固两相的流动方程，利用数值模拟的方法来分析求解气固混合物冲蚀能量，利用能量的变化规律来分析冲蚀的机理。
从前然研究的结果可以发现影响管道冲蚀的因素很多，其中管道的结构特点是影响管道冲蚀的一个非常关键的因素。
不同T型管汇液-固两相流颗粒冲蚀数值模拟
es Vol.54 N o.l Jan. 2021不同T型管汇液•固两相流颗粒冲蚀数值模拟金龙、陈基业2,陈樑1，2(1.昆明理工大学公共安全与应急管理学院，云南昆明650032;2.昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650500)[摘要]目前对不同管汇处流场变化导致的冲蚀研究较少，基于计算流体动力学（CFD)仿真技术,研究了普通、球形、椭球形、梭形四种不同管汇T型管在颗粒流下的冲蚀行为。
结果表明：当采用垂直管为入口管，水平支管为 出口管的“一进两出”流动方式时，通过截取不同角度的流动切面发现椭球形管汇仅在45。
~60。
贴近管道壁面处产 生一对二次流迪恩涡，其余管汇在30。
~90。
均有二次流产生。
普通管汇的冲蚀主要发生在管汇与支管连接部位，其余管汇均发生在变径处，其中梭形管汇冲蚀最严重。
通过改变流速、颗粒质量流量、颗粒密度、颗粒粒径，对比分 析不同管汇的最大冲蚀速率变化规律，发现椭球形管汇最大冲蚀速率最低且变化幅度最小，具有较好的抗冲蚀特 性。
梭形管汇最大冲蚀速率最大且随影响因素变化幅度波动最大，因此生产中宜使用椭球形管汇，尽量避免使用 球形管汇与梭形管汇。
[关键词]不同管汇；T型管；液固两相流；颗粒冲蚀[中图分类号]TH117.1 [文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2021)01-0068-08Numerical Simulation of Particle Erosion in Liquid-Solid Two-Phase Flow of Different T-ManifoldsJ I N Long' ,C H E N Ji-ye2,C H E N Liang12(1.School of Public Safety a n d E m e r g e n c y M a n a g e m e n t,K u n m i n g University of Science A n d Technology, K u n m i n g 650032,C h i n a；2.School of Environmental Science a n d Engineering, K u n m i n g University of science a n d technology, K u n m i n g 650500,China) Abstract：A t present,there are few researches o n erosion caused by flow field changes at different manifolds. Based on the computational fluid d y n a m i c s( C F D)simulation technology, the erosion behavior of T-t u b e s with four different manifolds, i.e.,c o m m o n,spherical, ellipsoidal a n d shuttle s h a p e d, w a s studied in this paper. Results s h o w e d that w h e n the vertical pipe w a s the inlet p i p e,a n d the horizontal branch pipe w a s the outlet p i p e,i t w a s found by intercepting the flow sections of different angles that a pair of secondary flow D e a n vortices wer e generated in the ellipsoidal manifold only at 45°to 60° close to the pipe wall, and the other manifolds h a d secondary flow in the range of 30° to 90°. T h e erosion of c o m m o n manifold mainly occurred at the connection between manifold a n d branch pipe, a n d the other manifold occurred at the reducing diameter, a m o n g whi c h shuttle manifold w a s the most serious. Besides, the m a x i m u m erosion rate of different manifolds w a s c o m p a r e da n d analyzedb y changing the flow rate, particle m a s s flow rate, particle density a n d particle size. I t w a s found that the m a x i m u m erosion rate of ellipsoidal manifold w a s the lowest a n d the variation range of m a x i m u m erosion rate w a s the smallest, w h ic h h ad good erosion resistance. T h em a x i m u m erosion rate of shuttle manifold w a s the largest a n d fluctuated with the influence factors to the m a x i m u m. Therefore, ellipsoid manifoldshould be used in production, while spherical manifold a n d shuttle manifold should be avoided as far as possible.K ey word：different manifolds ；T- tube ；liquid - solid two phase flow ；particle erosion〇前言液体或气体夹带细小固体颗粒的管输方式在化工、油气井、油气田集输等生产领域内较为常见。
基于DPM模型的T型管颗粒运动轨迹模拟仿真
2021.17科学技术创新基于D P M 模型的T 型管颗粒运动轨迹模拟仿真吴辉刘婷*阳勇唐汇军殷旺(湖南交通工程学院机电工程学院,湖南衡阳421001)T 型管应用领域十分广泛,日常生活中大量应用T 型管进行流体的分流,在化工实验中常用T 型管来排除水蒸气导管中的冷却水,此外,医学上也应用柔软无刺激的T 型管进行引流、支撑和吸引。
[1-3]以天然气输送为例,天然气在管道输送过程中高速流动,因此天然气含有的高速固体碎屑和颗粒(金属微屑和灰尘颗粒)等会对管道壁面及接口形成冲击磨损,最终给天然气输送管线及其特殊的管道构件带来极大的安全隐患,而D M P 模型在研究上述的能源、排污等领域颗粒冲蚀问题都有很好的结果。
针对上述问题,前人进行了一系列相关研究,探究产生冲蚀的机理和影响冲蚀的因素。
针对天然气管道弯头处的冲蚀情况进行研究,利用CFD 模拟研究弯头的冲蚀失效机理,并通过分析弯头处的速度场和压力场指出弯头大弧面处为危险截面。
通过建立天然气管道气固两相的流动方程,利用数值模拟的方法来分析求解气固混合物冲蚀能量,利用能量的变化规律来分析冲蚀的机理。
从前人研究的结果可以发现影响管道冲蚀的因素有很多,其中管道的结构特点是影响管道冲蚀的一个非常关键的因素。
目前针对天然气管道中T 型管件冲蚀的研究还不太多。
为此,利用FLU EN T 模拟T 型管内的颗粒运动,通过模拟结果来分析冲蚀与颗粒运动的关系,为生产中消除相应的安全隐患提供参考依据。
[4-7]1D P M 理论1.1力平衡平衡通过对直角坐标系下粒子的作用力微分方程进行积分来求解离散粒子(液滴或固体粒子)运动轨道。
粒子作用力(作用在粒子表面及体积上的各种力)平衡微分方程的笛卡尔坐标系形式为:(1)其中,粒子质量力F D 为(2)u 为流体流动速度,u p 为粒子运动速度,μ为流体的动力粘度,ρ为流体的单位密度,ρp 为粒子单位密度,d p 为粒子的平均直径,R e 为粒子的相对雷诺数,其大小为(3)拉力系数C 大小为:(4)对球形粒子,当雷诺数在一定范围内,C D 采用如下表达式:(5)1.2D PM 模型边界条件当粒子与管道壁面进行碰撞时,将可能发生以下几种情况之一:(1)粒子发生非弹性的或弹性的碰撞反射。
基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟
doi：10.3969/j.issn.l004-275X.2020.001.053基于液固两相流排污管道冲蚀磨损的数值模拟许爱荣，冯昌兴（西安石油大学机械工程学院，陕西西安710065）摘要：针对管道的冲蚀磨损问题，基于液固两相流理论及离散相模型，应用Fluent有限元分析软件，建立了排污管道的二维有限元模型。
结果表明，含固体颗粒的液体对排污管道产生的冲蚀磨损，主要集中在分支管与总管的交接处。
研究方法对排污管道的设计具有一定的参考价值。
关键&:排污管道；液固两相流；冲蚀磨损；离散相模型；数值模拟中图分类号：TH117；TG172文献标志码：A文章编号：1004-275X（2020）001-132-03Numerical Simulation of Erosion Wear of Sewage Pipe Based on Liquid/Solid Two-phaseFlowXu Airong,Feng Changxing（School of Mechanical Engineering,Xi'an Petroleum University,Shaanxi Xi'an710065Q Abstract：:Aiming at the problem of erosion and wear of pipelines,based on the theory of liquid—solid two—phase flow and discrete phase model,a two—dimensional finite element model of the sewage pipeline was established using finite element analysis software Fluent,The results show that the erosion and abrasion caused by the liquid containing solid particles to the sewage pipe is mainly concentrated at the junction of the branch pipe and the main pipe,The research method has certain reference value for the design of sewage pipes,Key words:sewage pipes%Liquid-solid two—phase flow%erosion wear;discrete phase model;nu—merical simulation冲蚀磨损一的磨损固体表与含有固体颗粒的流体相接发生相对运动时所导致固体损的现。
211241011_具有仿生内表面结构的弯管抗冲蚀特性数值分析
表面技术第52卷第5期具有仿生内表面结构的弯管抗冲蚀特性数值分析郭姿含1,2，张军1,2，黄金满3，李晖1,2（1.集美大学 海洋装备与机械工程学院，福建 厦门 361021；2.福建省能源清洁利用与开发重点实验室，福建 厦门361021；3.厦门安麦信自动化科技有限公司，福建 厦门 361021）摘要：目的管道冲蚀是气固两相流动中不可忽视的重要问题，直接影响管路系统的安全运行及管道的使用寿命。
针对这一问题，从仿生学角度，参照沙漠红柳、沙漠蝎子等的体表形态，设计三角形槽、矩形槽、等腰梯形槽3种抗冲蚀特性的弯管仿生表面结构。
方法运用CFD–DPM方法，采用Finnie冲蚀模型，考虑颗粒与流体的双向耦合作用，对所设计的具有仿生表面结构的弯管抗冲蚀特性进行模拟，并考虑不同流速、颗粒质量流量对冲蚀的影响。
在数值模拟基础上，采用正交试验法分析三角形槽仿生结构的3个主要参数对抗冲蚀特性的影响。
结果数值模拟结果表明，具有仿生表面结构的弯管冲蚀主要出现在弯头35°~60°区域槽的底部。
3种槽表面仿生结构均可提高弯管的耐磨性，三角形槽的抗冲蚀特性最佳，提高了约38.33%，矩形槽次之，提高了约28%，等腰梯形槽最差，仅提高了约8.33%，且3种仿生表面结构的抗冲蚀性能优劣次序不随流速和颗粒质量流量的变化而变化；正交试验结果表明，在三角形槽中影响冲蚀的因素依次为槽间距、槽宽、槽深，最佳组合结构的抗冲蚀性能相较于普通弯管提升了约41.5%。
结论槽形仿生表面结构减小了颗粒与壁面的碰撞，降低了碰撞速度，从而减小了冲蚀。
抗冲蚀性能最优的表面仿生结构为三角形槽，矩形槽次之，等腰梯形槽最差。
在三角形槽中影响冲蚀的因素依次为槽间距、槽宽、槽深。
该研究可对弯管的抗冲蚀特性设计提供新的思路。
关键词：弯管；CFD–DPM；冲蚀；气固两相流；仿生表面；数值模拟；三角形槽中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)05-0090-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.05.009Numerical Analysis of Erosion Resistance of Elbow withBionic Inner Surface StructureGUO Zi-han1,2, ZHANG Jun1,2, HUANG Jin-man3, LI Hui1,2(1. School of Marine Equipment and Mechanical Engineering, Jimei University, Fujian Xiamen 361021, China;2. Fujian Provincial Key Laboratory of Energy Cleaning Utilization and Development, Fujian Xiamen 361021, China;3. Xiamen Anmaixin Automation Technology Co., Ltd., Fujian Xiamen 361021, China)ABSTRACT: Pipeline erosion is an important problem that cannot be ignored in gas-solid two-phase flow. Erosion damages not收稿日期：2022–04–16；修订日期：2022–08–16Received：2022-04-16；Revised：2022-08-16基金项目：福建省自然科学基金（2022J01334，2020J01694）Fund：Natural Science Foundation of Fujian Province (2022J01334, 2020J01694)作者简介：郭姿含（1997—），女，硕士生，主要研究方向为多相流数值模拟。
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T型管道的冲蚀磨损数值模拟分析作者：彭方现闫宏伟李亚杰袁飞来源：《当代化工》2020年第03期Numerical Simulation Analysis of Erosion Wear of T-junctionPENG Fang-xian，;YAN Hong-wei，;LI Ya-jie，YUAN Fei（School of Mechanical Engineering， North University of China， Shanxi Taiyuan 030051，China）因為管道运输具有结构简单、运输量大、高效节能等一系列的优点，所以管道运输作为目前最主要的流体介质运输方式被广泛使用，成为继公路、铁路、航空、水路等运输方式后的第五大运输方式[1-4]。
但是在管道使用过程中由于流体介质中不可避免地携带的一些微小颗粒物体，会随着流体介质的流动不断地冲刷管道内壁面，对管道内壁面造成冲蚀磨损的现象，造成管道壁面破裂发生泄漏事故，产生巨大的环境污染及经济损失[5-7]。
所谓冲蚀磨损，就是指小颗粒以一定的速度和角度对靶材表面进行撞击，使靶材的表面产生损耗。
石油化工、航空航天、能源机械等领域广泛地存在冲蚀磨损现象，这也是设备失效的主要原因之一，对企业的安全生产造成重大影响，越来越引起国内外学者的普遍关注。
近年来，国内外一些有关专家学者采用科学实验或数值模拟分析的研究方法对不同类型下的油气管道的冲蚀问题进行了大量的深入研究。
Vigolo， D[8]等将实验结果与理论粒子追踪模型预测的轨迹进行比较，确定了黏性边界层在延迟粒子和降低与基板的碰撞速率方面的作用。
随着计算机的发展，计算流体动力学软件也逐步应用于流体仿真计算中。
Thiana A等[9，10]在弯头外半径和几种不同的流动条件模拟了最大侵蚀速率、侵蚀位置。
闫宏伟等[11]研究了颗粒直径、入口速度及质量流量分别对弯头冲蚀速率的影响。
许留云等[12]得出了弯管的弯曲外侧70°～90°之间的位置为冲蚀磨损最严重的部位。
三通管件在化工行业中的应用也比较广泛，三通的主要功能是为了引导管内流体介质分流或者合流，改变了其内部流体介质的流动方向，三通部件通过使管道中的流体介质在分流或者合流过程中产生了较大扰动，进一步促使管内流动介质发生摩擦、碰撞，并加剧冲蚀现象的形成，因此受到冲蚀磨损的程度比直管严重50倍。
其更容易发生泄漏危害。
例如，我国迪那气田曾发生泄漏事故的原因，即为，三通发生穿孔而导致泄漏此外。
陈宇等[13，14]研究了异面三通管在不同工况下的冲蚀磨损规律。
梁金川等[15]分析了T型管道内部的流体介质的速度场和压力场。
何兴建等[16]分析了T型弯头的冲蚀情况，得出了在T型弯头盲管区域产生了漩涡，充当保护垫作用，能减缓壁面冲蚀。
;除了三通管道本身结构、环境、材料因素的影响外，三通管道也会受到流体介质的速度、颗粒质量流量及颗粒形状等一系列的流体自身特征的影响。
基于此，本文分析了流体入口速度、颗粒质量流量及颗粒的形状三种因素对管道冲蚀磨损的影响作用。
根据流体动力学理论，流动状态划分的主要依据是雷诺数，当雷诺数超过2;300时，流动状态为湍流。
其公式为：经过计算管道内的雷诺数R e>6 000，因此管内的流体运动状态为湍流。
在流动状态中湍流是一种特别复杂的状态，无法全面准确地描述湍流状态。
Fluent仿真模拟软件中有Laminar、k-epsilon和k-omega等模型。
为了在保证计算精度的前提下，本文主要选用标准k-epsilon模型作为湍流的物理模型，因为Laminar模型是单方程模型，虽然其计算速度快，但不能保证其计算精度;k-omega模型的计算精度虽然和k-epsilon模型一样，但不易得到它的有关参数。
k-epsilon湍流物理公式[17，18]见式（2）、（3）。
1.2 ;冲蚀磨损模型因为流体中固体小颗粒所占体积分数很小，所以选择DPM（Discrete Phase Model）模型来计算管道壁面的冲蚀磨损速率。
在DPM模型中不考虑砂粒之间的相互影响，忽略砂粒本身的变化的影响[19，20]，在该工程模型中，冲蚀磨损速率可用公式定义如下：式中：R erosion;—磨损碰撞速率，kg/（m2·s）;2 ;管道模型2.1 ;管道模型及物性参数T型三通管的几何模型如图1所示，其中D=50 mm;L1=1 000 mm;L2=500 mm。
模型中连续相设置为天然气;离散相设置为砂粒，其密度为2 650 kg/m3。
端口1、2为入口，两处天然气初始速度相同且在两管相贯处充分混合，经出口端流出。
2.2 ;网格划分和边界条件设置利用Ansys meshing对T型管进行四面体网格划分，并在主管和支管相连接处进行局部网格加密，由于在管道近壁面处需要考虑流体层流影响，同时在管道壁面设置膨胀层网格。
如图2所示。
经过网格无关性检验，当网格数量数为393 801时最大冲蚀速率不再随着网格数量的增加而发生较大的变化。
在入口边界条件设置中选择速度入口边界条件，操作压力选择默认值，连续相出口边界条件设置为选择outflow;离散相壁面边界条件设置为“reflect”，出口处设置为“escape”;选取SIMPLE算法，采用二阶迎风格式。
3 ;影响因素分析在实际工程应用中，最大冲蚀率是考核管道安全的一个重要参数，T型三通管的冲蚀速率云图如图3所示，可知，在此流体流向的工况下T型管交汇处的迎流壁面处为T型管最容易发生冲蚀的部位，在迎流面偏向出口处区域为冲蚀速率最大的位置，而非入口1正对着的区域，因为由于入口2与入口1的流体在交汇处复合而使流体速度方向向出口方向处发生了偏移，故而使得冲蚀区域偏向出口区域，冲蚀速率也随着入口速度的增大而逐渐增大。
因为入口1的速度和入口2的速度大小一致，所以模拟得到的冲蚀云图基本不变，即冲蚀易发生的具体位置保持不变。
3.1 ;流体速度大小与冲蚀速率的关系管道内的流体的速度是影响冲蚀速率的重要因素之一。
颗粒的质量流量设置为0.005kg/s，颗粒的圆球度设置为1，其他参数不变，只改变天然气的速率大小进行数值模拟仿真，表1为不同的天然气入口速度下对应的最大冲蚀速率数值。
颗粒的质量流量设置为0.005 kg/s，颗粒的圆球度设置为1，其他参数不变，只改变天然气的速率大小进行数值模拟仿真，表1为不同的天然气入口速度下对应的最大冲蚀速率数值。
图4为最大冲蚀速率和天然气速度的关系曲线图，由其可知，最大冲蚀速率随着天然气入口速度的持续增大而不断增大，造成这样的主要原因之一是当管道内的流体速度较低时，由于固体小颗粒自身的速度较小，所对管道内壁的撞击冲量较小，故而冲蚀结果不明显;随着管道流体流动速度的不断增大，颗粒的动能由于气体的作用而增大，从而導致砂粒对管道管壁撞击时的冲量增大，对的管道冲蚀作用也就更加严重。
3.2 ;颗粒的质量流量与冲蚀速率的关系颗粒质量流量体现了单位时间内撞击管道壁面的砂粒数量的多少。
流体初始速度设置为2 m/s，圆球度设置为1，只改变颗粒的质量流量的大小进行数值模拟仿真。
表2为不同的质量流量对应的最大冲蚀速率值。
由图5可知，冲蚀速率和颗粒的质量流量呈正比例关系，即当颗粒的质量流量从0.001 kg/s增大到0.007 kg/s时，冲蚀速率呈线性增大;当质量流量从0.007 kg/s增大到0.009 kg/s时，最大冲蚀速率几乎不变，但当颗粒的质量流量大于0.009 kg/s时，最大冲蚀速率快速增大，呈指数式增长。
造成该结果的原因是，随着质量流量的增大，单位时间内对壁面冲击的固体小颗粒的数量增多，对壁面的冲击力度增大，所以冲蚀速率增大。
颗粒的形状也是影响管道冲蚀速率的一个重要因素，当固体小颗粒的形状越不规则时，造成的冲蚀现象越严重。
体积相同的圆球的外表面积与颗粒的外表面积之比，称为该颗粒的圆球度。
圆球度为无因次量，由于体积相同而形状不同的物体中，圆球的外表面积为最小，所以颗粒的圆球度恒小于1。
圆球度的不同，说明颗粒形状与圆球的差异程度。
当圆球度越接近0时，其形状越不规则，若其值越接近于1，则其形状也就越接近于圆球，当颗粒的形状系数为1时，其形状为标准的球形。
流体初始速度设置为2 m/s，颗粒的质量流量为0.005 kg/s，逐渐增大颗粒的圆球度的数值进行数值模拟仿真。
表3为不同的颗粒的圆球度数值对应的冲蚀速率值。
由颗粒圆球度数和冲蚀速率变化关系曲线图6所示，可知，颗粒圆球度在逐渐变大的过程中，管道壁面冲蚀速率却逐渐变小。
当颗粒圆球度由0.1增大到0.4时，冲蚀速率的数值由2.86×10-9/（kg·m2·s-1）减小到9.53×10-10/（kg·m2·s-1），减小幅度较大;当颗粒圆球度在0.4之后，随着颗粒的圆球度数值的增大，冲蚀速率呈缓慢减小的趋势。
因为当砂粒圆球度数值由0到1变化时，颗粒形状逐渐接近于球状，对壁面的冲击的方式发生变化，由切削为主的磨损变为以研磨为主的磨损，造成的冲蚀破坏也相应地减小了。
应用控制变量法针对T型三通管的冲蚀影响因素进行分析，得出了T型管道易磨损破坏的位置，可为石化管道的防护和检测定位泄漏提供合理的建议，通过设定不同的影响参数，得到的冲蚀规律为：（1）在该工况下T型三通管的迎流壁面处最易发生冲蚀磨损，最大冲蚀速率发生在偏向出口的位置处，而不是正对迎流壁面处。
（2）冲蚀速率随流体速率增大而增大;（3）蚀速率和砂粒的质量流量呈正比例关系，即当颗粒的质量流量从0.001 kg/s增大0.007 kg/s时，冲蚀速率呈线性增大;当质量流量从0.007 kg/s增大到0.009 kg/s时，冲蚀速率几乎不变，但当颗粒的质量流量大于0.009 kg/s时，冲蚀速率快速增大，呈指数式增长;（4）当砂粒圆球度系数由0.1增加到0.4时，冲蚀速率的数值减小幅度较大，呈指数式减小;当颗粒的圆球度为0.4之后时随着砂粒的圆球度的增大，冲蚀速率呈缓慢减小的趋势。
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