成品油管道携水机理数值模拟研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinpasi
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本文针对成品油管道中低洼处积水造成管道内腐蚀的现象,利用实验室的环道实验系统,对成品油携水机理进行了实验研究,同时,基于所做实验,使用数值模拟软件FLUENT,选用软件中VOF两相流计算方法,建立数值计算模型,对成品油管道中油流对积水的携带作用进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比,验证数值模型的正确性。在数值计算和实验中均发现,当油相流速较低时,水相会聚集在管道水平段,油水界面较平稳,流态为分层光滑流;当流速增大时,水相会被携带至上倾管道,界面出现扰动,流态变为分层波浪流;当流速进一步增大时,界面出现不稳定的情况,有水滴形成进入油相。为研究成品油油流携水现象,通过对FLUENT软件的二次开发,编写用户自定义(UDF)函数,对数值模拟的结果,提取了平均水相截面含率、界面平均剪切应力,水相整体平均流速、水相最大回流速度以及平均压降梯度等工况参数。对影响油流携水能力的管道倾角、管径、油品性质、油相表观流速等因素进行了分析,并与相同条件下的实验数据进行了对比。通过数值计算与实验研究,认为只有在油相表观流速增大到一定程度时,水相才能全部带离水平管道,并具有一定沿管道向上运动的速度,即存在临界工况,并对临界工况下的临界油相表观流速、界面平均剪切应力、水相回流体积比等参数及它们在不同条件下的变化趋势进行了分析。
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