【摘 要】
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低含液量气液两相环状流是陆上和海上天然气集输管线中经常遇到的流动形式,随着石油的勘探开发向更偏远的地方转移,所需的输送管线也越来越长,只有对管线中的压力梯度和持液率做出精确的计算,才能保障管线的安全、正常运行。近几十年来,国内外对于气液两相流的研究已经取得了较大的进展,但关于低液量条件下气液两相流的研究却较少。因此,本文采用理论分析与数值模拟相结合的研究手段,对低液量气液两相环状流进行了以下几方面
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低含液量气液两相环状流是陆上和海上天然气集输管线中经常遇到的流动形式,随着石油的勘探开发向更偏远的地方转移,所需的输送管线也越来越长,只有对管线中的压力梯度和持液率做出精确的计算,才能保障管线的安全、正常运行。近几十年来,国内外对于气液两相流的研究已经取得了较大的进展,但关于低液量条件下气液两相流的研究却较少。因此,本文采用理论分析与数值模拟相结合的研究手段,对低液量气液两相环状流进行了以下几方面研究。首先,通过对分层流、环状流和段塞流压力/压差信号的统计分析,得到了三种流型的PSD及PDF统计特征,这为流型的识别提供了依据。其次,针对低液量气液两相环状流,对Xiao(1990)提出的环状流压降、持液率、夹带率的计算模型进行了改进,建立了一个考虑液滴夹带的压降、持液率计算模型。并基于MyEclipse 10对本文改进模型及Xiao原模型的计算过程进行了编程,通过将两种模型的计算结果与相关的实验数据进行对比分析后得出:本文改进的模型计算精度更高,效果更好。最后,利用Fluent软件对水平管环状流建立物理模型,对各工况进行数值模拟,得到了气液相表观流速、管径、气液界面张力等因素对气液两相环状流压降和持液率的影响规律。
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