管输水合物浆液流动特性研究
本文选题:水合物浆 切入点:数值模拟 出处:《中国民航大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:以风险控制理论为基础的水合物浆输送技术作为常规天然气输送技术的替代,已经引起了广泛研究,但目前研究尚处于初期研究阶段并未得到完善的理论依据和研究结果。水合物浆流动特性作为水合物浆安全输送技术的关键,对水合物浆各流动参数在流场中的分布规律、低流速时颗粒沉积特性展开研究,可以为水合物浆安全输送提供一些合理依据。本文以颗粒动力学为基础建立了适合水合物浆流动的两相模型,并在确定影响因素和验证模型正确性的基础上,对浆液输送速度大于临界沉积速度的管内浆液悬浮流进行了模拟,得到了浆液流场特性以及流动参数在流场中的分布规律。研究结果表明:浆液流经弯管弯曲段时管内流速、颗粒浓度、湍动能、湍动能耗散率等参数均重新分布;管内压降随颗粒体积分数变化呈现分段特性;采用等效长度法计算了弯曲段等效压降值,计算结果与文献值吻合。最后针对低流速输送条件下,水合物颗粒在管内的沉积过程和沉积特性,建立了水合物浆沉积流动模型,对颗粒沉积进行了研究。结果发现:模型计算结果、数值模拟结果和文献值吻合较好;沉积床厚度影响因素研究结果表明浆液流速、颗粒粒径、颗粒密度、颗粒体积分数、壁面条件和管径对水合物浆在低流速下的沉积均存在不同程度的影响,水合物浆安全输送过程中应该综合考虑各因素影响。
[Abstract]:Hydrate slurry to risk control based on the theory of transportation technology as an alternative to conventional natural gas transportation technology, has attracted extensive research, but the research is still in the early stage of the theoretical basis and the research results are not perfect. The key flow characteristics of hydrate slurry as hydrate slurry safe transportation technology, the distribution of the hydrate slurry flow the parameters in the flow field, research on particle deposition characteristics at low flow rates, can provide a reasonable basis for the safe delivery of hydrate slurry. The particle dynamics is established for two-phase flow model of hydrate slurry, and on the basis of determining factors and verify the correctness of the model, the slurry suspension of slurry pipe conveying speed is greater than the critical deposition velocity of flow were simulated, obtained the distribution rule and flow characteristics of slurry flow parameters in the flow field. Research results show that the slurry flows through the bending pipe when the pipe flow velocity, particle concentration, turbulent kinetic energy and turbulent dissipation rate were re distribution parameters; pressure drop in the tube with the particle volume fraction of sectional properties; bending section of equivalent pressure drop values are calculated by using equivalent length method, the calculation results and the published values. Finally, low flow transport conditions, sedimentary processes and sedimentary characteristics of hydrate particles in a tube, a hydrate slurry deposition flow model on particle deposition were studied. The results showed that the calculation results of the model, the numerical simulation results and the literature value is in good agreement; influence factors showed that sedimentary bed thickness of slurry flow rate, particle size. The particle density, particle volume fraction, wall condition and diameter have different influence on the deposition of hydrate slurry at low flow rate, hydrate slurry conveying process should be comprehensive security Consider the influence of all factors.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE832
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本文编号:1593239
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