潤濕性對非金屬管線輸送能力影響規(guī)律研究.pdf

1、近年來，非金屬管材作為一種新型材料具有內(nèi)壁光滑、耐腐蝕、輸送阻力小等優(yōu)點(diǎn)，在油田現(xiàn)場廣泛應(yīng)用于輸油、輸水等集輸管線的建設(shè)。但是從現(xiàn)場使用過程中發(fā)現(xiàn)，在相同輸送工況條件下，應(yīng)用非金屬管比金屬管材出現(xiàn)了回壓增大，摩阻上升的問題，而摩阻系數(shù)由管壁粗糙度和雷諾數(shù)確定，與管道表面材質(zhì)無關(guān)，所以這種現(xiàn)象與經(jīng)典流體力學(xué)的觀點(diǎn)相矛盾。因此為了充分發(fā)揮非金屬管道材料性能的優(yōu)勢，本文從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面對非金屬管材表面的潤濕性能與摩阻系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究。<

2、br>　　本文在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，首先自主設(shè)計(jì)并搭建了流動阻力實(shí)驗(yàn)平臺，用來測量不同流體在不同管路中的流動阻力規(guī)律；其次根據(jù)液體與管材之間不同的浸潤能力，準(zhǔn)備了五種不同類型管材及五種不同性質(zhì)的液體，通過接觸角測量儀得到了所有管路表面的接觸角，利用流動阻力實(shí)驗(yàn)平臺，研究潤濕性對管路流動阻力的影響規(guī)律；最后對管路實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論分析和公式擬合，并將成果應(yīng)用于對現(xiàn)場情況的驗(yàn)證和理論指導(dǎo)。
　　通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析表明：（1）潤濕性對

3、宏觀尺度下的管路有一定的影響，管材與液體之間形成的接觸角越大，在相同的條件下，摩阻系數(shù)越小，壓降差也越??；（2）得到了具有接觸角的摩阻系數(shù)修正公式，證明了存在輸送過程中的臨界接觸角，經(jīng)驗(yàn)證更加符合管路流動的實(shí)際情況；（3）當(dāng)輸送管徑小于DN50時(shí)，潤濕性的作用必須考慮；當(dāng)管徑大于DN200時(shí)，對于長距離輸油管線，若接觸角的差值較大，潤濕性的影響仍需考慮；當(dāng)管徑在兩者之間，接觸角差值越大，管徑越小，潤濕性對摩阻系數(shù)的作用越明顯；（4）通過