管道輸送系統(tǒng)液體彈性波防蠟防垢特性研究

1、管道輸送系統(tǒng)液體彈性波防蠟防垢特性研究管道輸送系統(tǒng)液體彈性波防蠟防垢特性研究陳李賓摘要考察了油田管輸系統(tǒng)任一截面上的速度分布、流量與壓力梯度的關(guān)系。研究了高、低切變率流場中顆粒的運(yùn)動規(guī)律及徑向遷移理論，指出無論顆粒最初位置在何處，在高切變率流場中顆粒都向離管軸約0.6R(半徑)處的平衡位置移動，并且遷移速度隨雷諾數(shù)增大而增大，根據(jù)以上理論結(jié)合管輸系統(tǒng)流體的振動規(guī)律，研究了防垢防蠟機(jī)理。主題詞主題詞管道防蠟防垢理論研究液體彈性波是流變學(xué)特

2、性的一種宏觀反映，在石油管道工業(yè)中應(yīng)用其進(jìn)行防蠟防垢〔1〕，實(shí)際上是利用流體瞬變，即流體的振蕩運(yùn)動和水錘〔2〕。一、管道輸送系統(tǒng)流體的振蕩運(yùn)動一、管道輸送系統(tǒng)流體的振蕩運(yùn)動直的剛性圓柱管，其內(nèi)充滿不可壓縮牛頓流體，若在其兩端加一定的壓差，則管內(nèi)就會發(fā)生Poiseuille流動。若兩端加一個成正弦變化的壓力差ΔP＝Asinwt，則流體作周期振蕩，這種流動稱為振蕩流動〔3〕。分析振蕩流是否具有防蠟防垢的功能及特性，要考慮的是任一截面上的速度

3、分布，以及流量和壓力梯度的關(guān)系，而不是波傳播問題。利用振蕩流的解加以分析和考察。取以圓柱管軸為Z軸的柱坐標(biāo)系（r，θ，z），流體運(yùn)動是軸對稱的，速度在z和r方向上的分量分別為u和v。在這里取v＝0的情況，而且u和z無關(guān)，僅為（r，t）的函數(shù)，這樣Navierstokes方程簡化為：（1）（2）由式(2)可知，P在整個截面上是均勻的。另外，由式(1)對z，r求偏導(dǎo)數(shù)可以看到，壓力梯度P／z與(z，r)無關(guān)，僅為時間t的函數(shù)。在這里，壓

4、力梯度?。海?）式中A——常數(shù)。為方便起見，式(3)可寫成復(fù)數(shù)形式：圖1剛性圓管內(nèi)振蕩流的速度分布二、低切變率流場中的顆粒運(yùn)動二、低切變率流場中的顆粒運(yùn)動首先考察單個球形、板形或棒狀顆粒懸浮于具有同樣密度的牛頓液體中的情況。設(shè)管道無限長，流動雷諾數(shù)小于1，顆粒之間無碰撞，也無相互作用，這是最簡單的情況。若無顆粒存在，則在進(jìn)口段下游為Poiseuille流，其速度分布呈拋物線，離管軸距離γ處切變率為，是從管軸上的零線性地增大到管壁上的最大