突扩结构在能源动力、化工、环保等领域有着广泛的应用,随着我国大部分陆上油田已进入开发中后期,注水开发使得地面集输系统和长距离管网中油水两相流普遍存在。由此,探究突扩管内两相流流动特性的问题对于合理选择油品输送方式、泵送效率等倍受重视,两相流流经突扩管以后的流动稳定性以及压降变化也十分关键。本文基于流体力学基本原理和流体运动基本控制方程,结合相关的油水两相流理论知识,运用CFD软件FLUENT对油-水两相流流经突扩段的结构参数(突扩比、细管长度、粗管长度)以及物性参数(含水率、粘度、雷诺数)等因素进行了数值模拟。结合相分布云图、压力分布图、流线图等直观手段发现:边界形状的突变导致油水两相流经过突扩截面后会产生流动的分离及再附现象,继而引发涡旋,不同突扩比对水平突扩流动的影响很大。当突扩比≤2时,突扩上下肩处的回流基本对称,流动也相对稳定,而当突扩比>2.5时,突扩上下肩处的流动出现了明显的不对称现象;不同突扩比对应的压力下降斜率差别较大;突扩段处细管长度和粗管长度对于流动基本没有影响,但会对摩阻系数造成较小的影响;当含水率较低时,两相流流型为“油包水”型,此时流动阻力较大,压力损失也较大;当含水率增加至0.5时,两相流流型变为“水包油”型,此时流动阻力较小,压力损失较小;原油粘度的不断增加,水相润湿壁面的长度减小,油相润湿壁面的长度增加,压力损失也逐渐增加;雷诺数的不断增大,突扩后上下双肩回流涡旋结构不断增加,进而加大了流动损失和压力损失。本文的研究结果对认识原油集输管网中突扩两相流流动特性、减少管线内腐蚀、优化管道结构、以及减少能量损耗等实际问题都非常关键,进而可以保障安全生产,实现过程优化。