油水两相管流持水率与弥散流混合物粘度研究

发布时间：2021-12-29 15:40

　　水平及倾斜管油水两相流动现象广泛存在于石油化工行业中。油、水的物理化学性质差别较大且不相溶,在流动过程中易发生质量和能量的交换,因此油水两相流流动形态呈现高度随机性、不稳定性和多态性。在混合流速较高时,油水两相会形成弥散流混合物,在不同的流动条件下,弥散流混合物既可能表现出牛顿流体特性,又可能表现出非牛顿流体特性,这使得压降计算更加复杂。当混合物中持水率达到一定程度后,会发生反相现象,流型从水包油型转变成油包水型,混合物粘度会急剧上升,从而使得管道中沿程阻力增大,造成能量损失。对流动过程中持水率和粘度的准确预测是压降研究的基础,对生产过程的研究和工艺优化具有重要意义。为此,本文针对油水两相管流持水率与弥散流混合物粘度开展了实验与理论研究。（1）采用白油和自来水作为实验工质,在长为9.2 m,内径为40 mm和60 mm的透明有机玻璃管内进行油水两相流实验,采用高速摄像机观测流型,在线计量压力、温度、流量等参数,测量持水率和混合物粘度。（2）针对完全分层流和界面有混合的分层流2种流型,建立管内无滑脱持水率的计算模型,并采用数学模型的计算结果对白油和水两相管流实验进行了验证。对于分层流模型... 

【文章来源】：长江大学湖北省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?Ｔｒａｌｌｅｒｏ?（１９９５）油水两相流流型划分??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｏｉｌ－ｗａｔｅｒ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?（Ｔｒａｌｌｅｒｏ?（１９９５））??

Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｈｏｑｕｅｔｔｅ?ｓｉｌｐ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｎ?ｍｏｄｅｌ??（３?）?Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ?方法［３８］??７０年代斯伦贝谢采用实验的方法得到了计算ｖｓ的图版，如图１－４所示。其中??滑脱速度的计算公式为：??当?Ｙｗ＜３０％时，Ｖ；?＝０?（１－１１）??当?Ｙｗ＞３０％时，＝３９．４（／？Ｈ，－ｐｏｐｊ－０．７８８１ｎｆ—８５?ｌ－（ｌ－ｒｊｉ?（１－１２）??ｌ?＼Ｐ．－Ｐｏ）?＼??式中：Ｙｗ—持液率，％；??ｐｗ、ｐ。一分别表示水相密度和油相密度，ｋｇ／ｍ３；??ｖｓ一滑脱速度，ｆｔ／ｍｉｎ。??图丨＿４可以看出，滑脱速度ｖｓ与两相介质的密度差及持水率有关。该方法考??虑了流体本身特性，即把密度属性考虑到Ｖｓ的计算中。??滑脱速度（ｆｔ／ｍｉｎ）??一?〇?〇?〇?〇?〇??§?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ

图１－４?Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ滑脱计算方法??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒｓｉｌｐ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｎ?ｍｏｄｅｌ??８??

【参考文献】：
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本文编号：3556412