摘要：天然气作为一种清洁高效的能源,在我国未来的发展中必将成为主要的能源之一。随着天然气开采和运输的发展,输气管道由于破坏发生的事故,给人们的生命和财产造成了巨大的损失,因此天然气管线的安全问题逐渐受到人们的重视。其中,输送气体中存在的固体颗粒对管壁的冲蚀磨损是目前输气管道的主要失效破坏之一,在高压管道输送(长输和集输管线)时尤其重要,常见的冲蚀破坏部位主要发生在弯头和三通处。因此,对高压输气管线的典型管件(弯头和三通)开展冲蚀磨损研究,对于判断典型管件的最大冲蚀部位,预测工程中管道的寿命,具有较大意义。本文根据大庆油气田某集输管线的工况条件,首先进行了相似性试验平台的设计计算,并进行了气固两相流的冲蚀磨损试验。接着采用k-ε双方程模型建立相应的气固两相流仿真模型,并将仿真结果同试验结果进行对比,验证了仿真模拟的正确性。最后利用仿真模型,对集输和长输管线的典型管件,进行气固两相流的冲蚀磨损分析。详细研究了速度、冲蚀角度、温度、固体颗粒属性等因素对冲蚀磨损的影响,并分析了集输管线中,不同工况安装情况下典型管件的冲蚀磨损情况。得出结论如下：相似性试验的弯头最大冲蚀部位与仿真模拟的结果比较吻合,利用本文方法对输气管道典型管件的冲蚀磨损分析是可行的。仿真模型分析得到的气固两相流中固体颗粒的轨迹,可以反映出输气管道的最大冲蚀破坏部位。在固体颗粒对典型管件冲蚀磨损的所有影响因素中,速度和颗粒属性对冲蚀磨损速率的影响最大,并且速度的改变对于大管径的长输和集输管线的冲蚀磨损部位也会产生影响。温度对固体颗粒的冲蚀磨损影响很小,几乎可以被忽略。改变弯头的曲率半径和几何形状,可以降低小直径管线中弯头的冲蚀磨损速率。本文对集输和长输管线中弯头和三通的冲蚀磨损研究结果,不仅可以指导实际工况下管道的冲蚀速率和冲蚀部位预测,而且对今后管件的设计和维护具有实际意义。