【摘 要】
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段塞流是油气混输管道中一种最常见的流型,由于其流动的间歇性,引起管道中持液率压力的剧烈波动,并使得运行在该流型下的油气混输管道不得不接受间歇性的应力冲击,同时,离开
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段塞流是油气混输管道中一种最常见的流型,由于其流动的间歇性,引起管道中持液率压力的剧烈波动,并使得运行在该流型下的油气混输管道不得不接受间歇性的应力冲击,同时,离开管道末端的大液塞会引起下游油气处理设备中的液位剧烈波动。为保证管线和下游油气处理设备的最优设计和安全操作,对流型特性,尤其是段塞流特性,进行准确分析至关重要。在自行搭建的两相流实验装置上,本文对水平管道油气两相流进行了以下几个方面的研究:对水平油气两相流流型进行了实验研究。实验中观察到光滑分层流、波状分层流、泡状流、伪段塞流和段塞流。根据实验数据绘制了流型图。分析了三种流型(光滑分层流、波状分层流、段塞流)的压力压差特征。根据段塞流的压力压差特性,对段塞特征参数(液塞速度、液塞长度。液塞频率)的测量方法做了比较详细的介绍。对伪段塞流和段塞流做了对比研究。伪段塞流和段塞流都会形成间歇性堵管,需要结合三种特征来加以辨识。在压力脉动时序图上,段塞流具有伪段塞流所没有的维持段特征,而且伪段塞流的压力振幅和液塞的移动速度都明显低于段塞流。对水平管道油气两相流段塞流特性进行了实验研究。通过分析处理实验数据,得到了段塞流各特征特征参数的值、特征参数的变化规律以及它们之间的关系。再根据线性回归等数据处理方法,得到了滑脱系数、液塞长度、液塞频率的数学表达式。将段塞单元简化,根据Taitel-Dukler一维两流体模型、气液两相动量守恒和质量守恒,对液塞长度、液塞长度与液塞频率的乘积进行理论计算。结果发现,该模型对它们的预测结果是可以接受的。
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