湿气管道积液临界气速预测的新模型

发布时间：2022-01-10 11:48

　　气田开发经常采用湿气集输方案。针对湿气输送管道出现的积液问题,基于分层流最小界面剪切应力准则,利用气液平界面分层流液膜区的速度分布规律,建立了求解积液临界气速的新机理模型。由分层流液膜区的流场描述和气相动量方程得到气液界面剪切应力的表达式;利用界面剪切应力函数曲线特性,可以通过界面剪切应力关于持液率求导获得临界气速。以不同文献中收集的临界气速实验数据,对新模型和其他具有代表性的湿气管道积液模型进行验证对比,表明新模型的预测精度要优于其他模型。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

持液率多解区

Brito[27]将最小界面剪切应力模型从环状流扩展到了分层流，并认同最小界面剪切应力左侧对应稳定流，右侧对应不稳定流的观点。本文对稳定区与不稳定区的划分也是如此。Brito[27]通过穷举的算法寻找最小界面剪切应力对应的临界气速。Brito模型的不足是通过Blasius经验关系式来计算液壁剪切应力，因为Kowalski[28]测量气液两相分层流壁面剪切应力的实验显示：气壁剪切应力与Blasius关系式吻合得较好，但液壁剪切应力与Blasius关系式明显不符。2 模型建立

石油工业湿气管道的管径一般在2"以上，例如我国某页岩气开发采气管线公称直径为DN65，湿气集输管道的最大管径为DN550。Fan[29]在3"管道的低液相负荷气液两相流动的实验中观察到气液界面是接近水平的。邓道明等[30]曾建立高压大管径天然气两相流动计算模型，通过将模型计算结果与生产数据比较，认为平界面分层流模型与高压大直径天然气管道工艺计算更为贴合。这里假设分层流的界面为水平界面，即管道横截面液膜分布如图3所示。利用Biberg[31]基于双极坐标系导出的液相速度分布解析式，将分层流界面剪切应力最小作为积液判据，建立新的湿气管道积液预测模型。2.1 动量方程

【参考文献】：
期刊论文
[1]积液在湿气输送管道中的发展过程分析[J]. 刘建武,何利民.  油气田地面工程. 2019(S1)
[2]基于环雾流理论的气井临界流速预测模型[J]. 沈伟伟,邓道明,刘乔平,宫敬.  化工学报. 2019(04)
[3]湿气管线积液影响因素及其敏感性分析[J]. 张爱娟,唱永磊.  石油化工高等学校学报. 2016(05)
[4]高压大直径天然气-凝析液管流计算模型[J]. 邓道明,董勇,涂多运,张强,宫敬,李清平.  化工学报. 2013(09)



本文编号：3580658