水平管道油-氣兩相流段塞流特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、段塞流是油氣混輸管道中一種最常見(jiàn)的流型，由于其流動(dòng)的間歇性，引起管道中持液率壓力的劇烈波動(dòng)，并使得運(yùn)行在該流型下的油氣混輸管道不得不接受間歇性的應(yīng)力沖擊，同時(shí)，離開(kāi)管道末端的大液塞會(huì)引起下游油氣處理設(shè)備中的液位劇烈波動(dòng)。為保證管線(xiàn)和下游油氣處理設(shè)備的最優(yōu)設(shè)計(jì)和安全操作，對(duì)流型特性，尤其是段塞流特性，進(jìn)行準(zhǔn)確分析至關(guān)重要。 在自行搭建的兩相流實(shí)驗(yàn)裝置上，本文對(duì)水平管道油氣兩相流進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 對(duì)水平油氣兩相流流

2、型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中觀察到光滑分層流、波狀分層流、泡狀流、偽段塞流和段塞流。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了流型圖。 分析了三種流型（光滑分層流、波狀分層流、段塞流）的壓力壓差特征。根據(jù)段塞流的壓力壓差特性，對(duì)段塞特征參數(shù)（液塞速度、液塞長(zhǎng)度。液塞頻率）的測(cè)量方法做了比較詳細(xì)的介紹。 對(duì)偽段塞流和段塞流做了對(duì)比研究。偽段塞流和段塞流都會(huì)形成間歇性堵管，需要結(jié)合三種特征來(lái)加以辨識(shí)。在壓力脈動(dòng)時(shí)序圖上，段塞流具有偽段塞流所沒(méi)有的維持段

3、特征，而且偽段塞流的壓力振幅和液塞的移動(dòng)速度都明顯低于段塞流 對(duì)水平管道油氣兩相流段塞流特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了段塞流各特征特征參數(shù)的值、特征參數(shù)的變化規(guī)律以及它們之間的關(guān)系。再根據(jù)線(xiàn)性回歸等數(shù)據(jù)處理方法，得到了滑脫系數(shù)、液塞長(zhǎng)度、液塞頻率的數(shù)學(xué)表達(dá)式 將段塞單元簡(jiǎn)化，根據(jù)Taitel-Dukler一維兩流體模型、氣液兩相動(dòng)量守恒和質(zhì)量守恒，對(duì)液塞長(zhǎng)度、液塞長(zhǎng)度與液塞頻率的乘積進(jìn)行理論計(jì)算。結(jié)果發(fā)