水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究

发布时间：2017-05-04 00:10

  本文关键词：水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 石油工业中,通常油、水和天然气是同时产出并以混合物的形式输送的。根据流动介质的不同组合将其划分为气液两相流、油水两相流和油气水三相流。混合物在管路中流动时,随着各种参数的变化,形成许多不同的流型。不同的多相流型具有不同的动力学和传热特性,因而研究流型对多相流的理论研究与参数测量十分重要。 介绍了气液两相流型的种类以及主要的研究方法,通过实验观察流型变化受气体流量和液体流量的影响。首次利用数值模拟软件FLUENT对管道内两相流流型进行模拟。 通过分析多相流动的特点,分析FLUENT软件中多相流模型的使用特点,选定了用于模拟气液两相在管道中流动的模型——VOF模型。采用非稳态、隐式分离求解算法进行数值计算,对管道内流型进行分析。模拟结果表明:VOF模型可以用来模拟两相流流型中的气泡流、活塞流、分层流、段塞流以及波浪流;液量不变、气量增加条件下以及气量不变、液量减少条件下流型的变化趋势与实验结论相同。模拟结果与Mandhane流型图进行对比可知二者基本吻合;应用部分实验数据进行模拟,模拟结果与实验结果相吻合。
【关键词】：两相流 流型 数值模拟 FLUENT
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TQ021.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究背景及目的9-11
• 1.2 国内外研究现状11-21
• 1.2.1 气液两相流11-13
• 1.2.2 气液两相流实验技术13-14
• 1.2.3 气液两相管流流型研究综述14-18
• 1.2.4 流型及其转换的理论判断18-21
• 1.3 研究内容21-22
• 第2章 实验系统与数据采集22-31
• 2.1 实验系统22-24
• 2.1.1 实验装置22-23
• 2.1.2 实验流程23-24
• 2.1.3 数据采集与处理24
• 2.2 实验参数范围和介质物性24-26
• 2.2.1 实验参数范围24-25
• 2.2.2 介质物性25-26
• 2.3 实验结果26-31
• 2.3.1 滤波理论26
• 2.3.2 几种滤波方法消噪效果比较26-27
• 2.3.3 实验结果处理27-31
• 第3章 流体动力学建模31-50
• 3.1 CFD 理论及FLUENT 软件简介31-34
• 3.1.1 CFD 理论31-32
• 3.1.2 FLUENT 通用软件简介32-34
• 3.2 多相流模型及计算34-41
• 3.2.1 多相流分类34-35
• 3.2.2 多相流模型35-39
• 3.2.3 计算模型的确定及简化39-40
• 3.2.4 模型计算原理40-41
• 3.3 算法41-43
• 3.4 物理模型43-49
• 3.4.1 质量守恒方程43
• 3.4.2 动量守恒方程43-45
• 3.4.3 能量守恒方程45
• 3.4.4 湍流模型45-47
• 3.4.5 参数设定47-48
• 3.4.6 网格划分48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 数值计算结果及分析50-67
• 4.1 气体流量对流型的影响50-56
• 4.2 液体流量对流型的影响56-62
• 4.3 分层流的模拟62-63
• 4.4 实验数据的模拟63-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第5章 结论与建议67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70-71
• 个人简历71

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王宁;郝点;龙媛静;;水平气液两相流管道振动实验研究[J];山东化工;2011年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 余学立;低含水率原油在倾斜管中的油水两相流数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年

2 张震;造纸多通道烘缸流体流动与传热特性研究[D];陕西科技大学;2011年

3 李敏;硝酸钾结晶器的数值模拟及结构优化研究[D];湘潭大学;2011年

4 于海靖;气泡形成与运动过程的数值仿真研究[D];天津大学;2010年

5 张煜;集流后水平油水两相流管内瞬态流型特性研究[D];天津大学;2010年

6 孟赵一;油气润滑系统水平管内环状流形成机理研究[D];燕山大学;2011年

7 宋军舰;气液两相流管道振动检测研究[D];中国石油大学;2011年

8 李多;地热发电系统中流动特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

9 戈锐;管壳式换热器壳侧气液两相流动和传热的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

10 何绪蕾;流砂过滤器应用研究[D];中国石油大学;2008年

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本文编号：344035