T型天然气管道掺氢输送流动特性数值模拟研究

由于天然气掺氢输送会对输气管道水力热力特性、输送安全等有较大影响，因此研究天然气掺氢输送特性十分必要。采用Simdroid仿真平台与Fluent软件，建立T型天然气掺氢管道流动计算模型，仿真模拟天然气-氢气掺混过程，进而明确管道规格、流速、掺氢比等对掺混效果的影响作用。结果表明，当掺氢比由10%增大至20%时，管内中上部氢气浓度明显增加，氢气的分层现象也更为显著，宽度约占主管道管径的1/2；混合气在掺混中心处会形成速度为3 m/s的区域，该区域右侧靠近壁面位置，出现一个速度低于0.5 m/s的氢气低速区，随着掺混的进行，在距离掺混中心200 mm左右处，该区域消失。该研究可明确天然气掺氢后混合气均匀性、氢气低速区和氢气聚集区，为实现天然气管道掺氢输送、开发高效掺混工艺提供依据。