فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سایش ناشی از ذرات جامد معلق در جریان سیال یکی از مشکلات کلیدی در صنایع نفت و گاز است که می‌تواند عمر مفید لوله‌های فولادی را کاهش دهد. در این پژوهش، آزمایش‌های تجربی متعددی برای بررسی و اعتبارسنجی سه روش مدل‌سازی مختلف انجام شد: دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، مدل اویلری و مدل لاگرانژی. ابتدا جریان گاز حاوی ذرات جامد در یک لوله مستقیم به طول ۱۰ متر و قطر ۵۶ اینچ و یک زانویی ۹۰ درجه برقرار گردید و نرخ سایش روی دیواره‌های بیرونی زانویی با استفاده از هر سه روش پیش‌بینی شد. سپس با آزمایش‌های سایش پین‑روی‑دیسک روی نمونه‌ فولاد ST37، نتایج مدل‌سازی‌ها با داده‌های تجربی مقایسه شد. یافته‌ها نشان دادند که مدل CFD-لاگرانژی با انحراف کمتر از ۱۷/۱۷ درصد و مدل CFD-اویلری با انحراف کمتر از ۱۰/۷ درصد نسبت به نتایج آزمایشگاهی همخوانی دارند. این مقایسه دقیق، برتری روش CFD-اویلری را در پیش‌بینی دقیق‌تر سایش فولاد ST37 نشان داد. نتایج این مطالعه می‌تواند راهگشای بهبود طراحی و نگهداری لوله‌های فولادی در صنایع نفت و گاز بوده و هزینه‌های ناشی از سایش و خرابی تجهیزات را کاهش دهد.