力学与实践

作者：安永伟, 孙晨, 冀守虎, 贾冠伟, 许未晴, 刘伟, 周亮, 蔡茂林,

关键词：天然气掺氢, 氢气流动, 氢气摩尔分数, 氢浓度分布,

天然气掺氢是解决氢气产地与使用地不匹配，进而实现氢气大规模、远距离输送的主要方法。由于氢气的存在会导致在役天然气管道出现氢脆引起安全事故。所以，研究天然气掺氢管路中氢气组分、速度、聚集的规律分析十分必要。本文选用天然气和氢气两种工质，构建T型掺混管路模型和变径管路模型；并基于Fluent软件对T型掺混管路和10种变径掺混管路进行数值模拟研究。结果表明，对于T型掺混管路，在管长是管径35倍处内依然有明显分层，宽度占据1/3管径。对于变径掺混管路，发现变径越靠近掺混中心、直径越窄、高度越低越容易发生氢气富集，氢气摩尔分数最高达到50%~60%，易引起管道的氢脆。研究结果可对天然气掺氢在管道中流动的氢浓度分布和管道变径选取提供参考。

来源：2022年第4期

《力学与实践》期刊编辑部

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