基于CFD的海洋立管系统严重段塞流数值模拟

发布时间：2017-07-29 08:13

  本文关键词：基于CFD的海洋立管系统严重段塞流数值模拟

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【摘要】：利用CFD软件Fluent建立二维全尺寸仿真模型,对立管实验装置中的严重段塞流现象进行数值模拟研究。模拟方法中,采用液体体积函数(volume of fluid,VOF)法追踪气液界面;将长距离海底管道等效为箱体,以提高计算效率。模拟出了立管系统中的四种流型:典型严重段塞流(SSI)、严重段塞流II(SSII)、过渡流型(SST)和稳定流动;并对这四种流型的模拟结果进行了实验验证。最后,对典型严重段塞流的瞬态流动特性进行了深入分析。结果表明:采用数值模拟方法计算效率高,可准确模拟严重段塞流现象,为长距离立管系统中严重段塞流研究提供了切实可行的模拟方法。模拟工况下,气液喷发的瞬时质量流量可达入口的2.5倍以上,气液平均流速可达入口的4.5倍以上,其瞬态流动特性的分析对严重段塞流危害的准确评估有重要意义。
【作者单位】： 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院;中国石油大学(华东)山东省油气储运安全省级重点实验室;中煤科工集团重庆设计研究院有限公司;
【关键词】： 海洋立管系统 严重段塞流 流型图 计算流体力学 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金项目(51404290)资助
【分类号】：TE95
【正文快照】： 在海洋石油开采中,油气混输是一种较为经济的输送方式。石油和天然气混合物经海底起伏管路进入立管输送至海上生产平台进行处理。当气液两相流通过立管系统时,流体密度、压力等参数随时间变化。而当气液流量较小时,下倾管路内气液分层流动,液体在立管底部不断累积,堵塞管道形

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本文编号：588175