水平变径管中段塞流的特性实验研究
本文关键词: 段塞流 变径管 特性 实验研究 出处:《西安石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替流动,是油气混输中经常遇到的流型,段塞流的不稳定流动给油气田的安全生产带来诸多问题,如:管道强烈震动、分离器溢流和管道腐蚀加速等。为保证管线和下游油气处理设备的最优设计和安全操作,对段塞流流动特性进行准确的分析十分重要。本文以空气和水为介质,依托西安石油大学多相流实验室的设备及相关仪器,完成实验台搭建。在小径管内径为25mm、大径管内径为50mm;三种不同变径锥角θ分别为3.57°、4.76°和7.13°的水平变径管中进行两相流的实验研究,对完善水平变径管中的段塞流及实际应用具有十分重要的意义。主要研究内容和结论如下:对于水平变径管气液两相段塞流液塞速度,大径管和小径管呈现出相同的规律,液塞速度均呈现高斯分布,且气相折算速度的变化是影响液塞速度的主要因素,不同点是小径管对气相折算速度的变化更敏感,增幅更加明显;对于液塞长度,大径管和小径管呈现出相同的规律,液塞速度均呈现高斯分布,液塞长度的变化主要受到气相折算速度的影响,液相折算速度的变化对其影响较小;对于液塞频率,大径管和小径管均呈现高斯分布,且管径的变化对液塞频率有十分明显的影响;对于持液率,当液相折算速度保持不变时,段塞流持液率会随气相折算速度不断增加而随之减小;对于变径段的不同锥角θ,大径管与小径管中段塞流液塞长度、液塞频率和液塞速度的变化趋势相同。在分别恒定气相折算速度与液相折算速度时,段塞流液塞速度和液塞频率都会随着变径段的锥角θ的逐渐增加而减小,而段塞流液塞长度随着变径段的锥角θ的逐渐增加而增加。
[Abstract]:Slug flow is the alternating flow of liquid slug and long bubble in space and time. It is often encountered in the flow pattern of oil and gas mixed transportation. The unstable flow of slug flow brings many problems to the safe production of oil and gas field. Such as: pipeline strong vibration, separator overflow and pipeline corrosion acceleration. In order to ensure the pipeline and downstream oil and gas treatment equipment optimal design and safe operation. It is very important to analyze the flow characteristics of slug flow accurately. In this paper, the air and water as the medium, relying on the equipment and related instruments of the multi-phase flow laboratory of Xi'an University of Petroleum. The inner diameter of the small diameter tube is 25mm, the diameter of the big diameter tube is 50mm; The experimental study of two-phase flow was carried out in three horizontal diameter-varying tubes with different tapered angles 胃 of 3.57 掳and 7.13 掳, respectively. It is of great significance for improving slug flow and practical application in horizontal variable diameter pipe. The main research contents and conclusions are as follows: for horizontal variable diameter pipe gas-liquid two-phase slug slug velocity. The large diameter tube and the small diameter tube show the same law, the liquid slug velocity all presents Gao Si distribution, and the change of the gas phase conversion velocity is the main factor that affects the liquid plug velocity. The difference is that the small diameter tube is more sensitive to the change of gas phase conversion velocity and the increase is more obvious. For the length of liquid plug, the large diameter pipe and the small diameter tube show the same law, the liquid plug velocity is Gao Si distribution, the change of the liquid plug length is mainly affected by the gas phase conversion velocity. The change of liquid phase conversion velocity has little effect on it. For the liquid plug frequency, the large diameter pipe and the small diameter tube are all distributed by Gao Si, and the change of the pipe diameter has a very obvious influence on the liquid plug frequency. For liquid holdup, the liquid holdup of slug flow decreases with the increasing of gas phase conversion rate when the liquid conversion velocity remains constant. For different cone angle 胃 of variable diameter section, the variation trend of slug length, slug frequency and slug velocity in the middle section of large diameter tube and small diameter tube are the same, respectively, when the gas phase conversion velocity and liquid phase conversion velocity are constant respectively. Both the slug velocity and the slug frequency will decrease with the increasing of the tapered angle 胃 of the variable diameter section, and the length of the slug will increase with the increasing of the tapered angle 胃 of the variable diameter section.
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE832
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,本文编号:1474674
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