高压湿天然气的管路清管技术,对管线的运行管理具有非常重要的意义。跟踪观测管道中清管球的运行速度、沿程压力分布、持液率变化规律等参数,可以为混输管路的运行控制提供理论依据。本文在分析清管过程物理模型基础之上,将管道划分成三部分计算,建立气液流动清管模型、瞬态混输流动模型,将一复杂的流动问题转化为数学方程形式。清管模型按照Minami方法计算,在不考虑温度变化条件下,清管球前液塞的流动规律采用流体力学的连续性方程和动量守恒方程。瞬态混输模型则采用双流体模型,对管道内的气、液流体,分别建立连续方程和动量守恒方程,并且考虑气液相间作用。对于模型数学方程的求解,采用四方程的特征线法求解。在计算流体物性时,由于含有气液两相流,利用状态方程为基础的热力学模型——BWRS方程求解。对于整个管道,将清管模型与瞬态混输流动模型耦合,即能模拟出整个清管过程中流动参数的变化规律。耦合的关键是跟踪清管球和液塞在每一时间步长内的位置。确定清管球与液塞前锋的位置,将瞬态模拟分为上游、下游两部分。下游部分数值模拟的边界条件为:管线终点分离器操作压力为出口边界,液塞段前锋气液相的体积流量作为入口边界。上游部分的数值模拟的边界条件为:清管球前压力作为出口边界,入口气液相的体积流量作为入口边界。然后分别利用双流体瞬态模型计算清管球前以及液塞段前锋后管线的压力、持液率、流量等参数的变化规律。本文编制物性计算程序、稳态计算程序、混输计算程序等系列程序进行计算,根据从程序获取的数据绘制出了压力曲线图、持液率变化图等。通过数值模拟可以跟踪球在管线内的运行情况。