水平管油气两相段塞流及其传热特性

发布时间：2019-11-04 15:03

【摘要】：海底油气管道的冷却传热过程是结蜡、水合物等海洋石油工业流动保障问题的关键控制因素。采用电容探针与热电偶、热电阻等流动及温度测量手段对不同冷却条件下空气-油段塞流的流动参数和传热参数进行实验测量,分析了空气-油段塞流流动参数对传热特性的影响,并与空气-水对流换热进行对比。结果表明,空气-油段塞流对流传热系数主要受液相折算速度的影响,且冷却液温度越低,管底热流体黏度越大,导致热边界层越厚,传热系数降低;受黏性力及边界层影响,对流传热系数远小于空气-水;沿管壁周向,从管顶到管底的对流传热系数不断增大。提出了适用于冷却条件下的油气段塞流传热关联式和传热模型。
【图文】：

油对流换热与空气-水对流换热的不同，并分析了管壁周向不同位置处对流传热系数的分布情况。此外，本文将空气-油段塞流实验对流传热系数与3种关联式进行了对比，提出了适用于冷却条件下的油气段塞流传热关联式和段塞流流型的传热模型。1实验装置及数据分析方法图1为实验采用的两相流循环管道示意图。该系统包括液相循环系统、气相循环系统、两相混合循环系统、液相加热系统、气相加热系统及冷却液循环系统，，详细结构见文献[22]。在该实验装置上以空气-水为介质的段塞流传热的研究验证了该系统的可靠性[23]。图2为互相关法电极组安装示意图。将两组电容电极安装在流动观察段，具体调试过程及原理详见文献[24-25]。互相关法的原理是，两列信号经互相关函数计算，得到RXY，其最大值对应的横坐标图2互相关法电极组安装示意图Fig.2Schematicdiagramofcross-correlationelectrodegroupinstallation图1实验系统示意图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsystem

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本文编号：2555697