气液混输管路压降模型研究
本文选题:气液混输管路 + 气液两相流流型 ; 参考:《长江大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着石油工业的发展,以及不断上涨的石油需求,石油进口量的比例正在不断增大。这一现象使得人们越发的看重运输成本,使得在经济性和安全性上都具有一定优势的长输油气管道得到广泛的应用。长输管道的流型一般多为气液两相流,目前针对于气液两相流的研究多为水平两相流或者是铅直两相流,而气液混输管路在实际敷设过程中,经常会穿跨越一些障碍,这使得管道存在一定的倾角。由于气液两相流动的复杂性,导致直接套用水平两相流模型或铅直两相流模型时往往误差很大,其预测精度不高,现有的压降计算模型不具有广泛推广使用的能力,因此需要对气液两相流进行深入的研究。本文针对目前研究尚少的小角度大气液比两相流进行分析,围绕气液两相流的压降展开了以下几方面的研究:(1)对目前国内外气液两相流流型以及压降模型的研究进展进行了调研总结,调研发现在以往的研究中,倾斜管气液两相管流的流型研究相对较少,且大多数研究都采用经验流型法;对目前常用压降模型的局限性进行总结;对气液两相管流常用的三种处理方法以及压降的四种基本模型进行总结;(2)设计并开展小角度大气液比两相流研究实验。在内径为DN60、长8m的有机玻璃管内进行,测量两相流气体流速、液体流速、平均压力、管道压降、持液率和温度等基本参数,并利用高速摄像系统拍摄下实验中出现的流型,根据实验数据绘制出实验流型图,总结出管道倾角对流型的影响,对管道倾角为15°时的流型进行简单的流型划分;研究气液流速以及管道倾角对持液率和压降的影响,得出了流型以及流型的转变会对持液率和压降有直接影响的结论。因此,计算气液两相流压降时应优先采用基于流型的压降模型;(3)基于实验的基础上,对环状流的形成机理进行分析,并建立环状流形成的机理模型,给出流型转变界限方程。选择了两种持液率计算方法和基于流型的三种压降计算方法对实验条件下的理论持液率和压降进行预测。通过误差分析,选择误差最小的Beggs-Brill方法中的系数Ψ进行了角度修正,修正后误差明显降低。从而得出了修正后的小角度大气液比两相流压降计算公式。本文通过分析倾斜角度对压降造成的影响,对压降模型进行优选,然后选择合适的压降模型对其进行修正,从而得出适用于实验条件的经验计算公式,该公式能应用于小角度大气液比两相流压降的预测。
[Abstract]:With the development of oil industry and rising oil demand, the proportion of oil imports is increasing. This phenomenon makes people pay more attention to the transportation cost and makes the long oil and gas pipeline which has certain advantages in economy and security to be widely used. The flow pattern of long distance pipeline is usually gas-liquid two-phase flow. At present, most of the researches on gas-liquid two-phase flow are horizontal two-phase flow or vertical two-phase flow, and the gas-liquid mixing pipeline often crosses some obstacles in the course of practical laying. This results in a certain inclination of the pipe. Because of the complexity of gas-liquid two-phase flow, the error of the horizontal two-phase flow model or the vertical two-phase flow model is often very large, the prediction accuracy is not high, and the existing pressure drop calculation model does not have the ability to be widely used. Therefore, it is necessary to study the gas-liquid two-phase flow in depth. In this paper, the two-phase flow of small angle atmospheric liquid ratio, which has not been studied at present, is analyzed. This paper studies the pressure drop of gas-liquid two-phase flow in the following aspects: (1) the current research progress of gas-liquid two-phase flow pattern and pressure drop model at home and abroad is summarized. There are few researches on the flow pattern of gas-liquid two-phase pipe flow in inclined tube, and most of the researches are based on empirical flow pattern method, and the limitation of the commonly used pressure drop model is summarized. Three common treatment methods of gas-liquid two-phase pipe flow and four basic models of pressure drop are summarized and designed and the research experiment of small-angle gas-liquid ratio two-phase flow is carried out. In an 8 m long plexiglass tube with DN60 inner diameter, the basic parameters such as gas flow velocity, liquid velocity, average pressure, pressure drop, liquid holdup and temperature were measured, and the flow patterns in the experiment were photographed using a high speed camera system. According to the experimental data, the experimental flow pattern diagram is drawn, and the influence of the pipe inclination angle on the convection pattern is summarized, and the simple flow pattern is divided when the pipe inclination angle is 15 掳, and the effects of the gas-liquid velocity and the pipe inclination angle on the liquid holdup and pressure drop are studied. It is concluded that the flow pattern and its change have a direct effect on the liquid holdup and pressure drop. Therefore, in calculating the pressure drop of gas-liquid two-phase flow, the pressure drop model based on the flow pattern should be adopted first. Based on the experiments, the formation mechanism of the annular flow should be analyzed, and the mechanism model of the formation of the annular flow should be established, and the boundary equation of the flow pattern transition should be given. Two calculation methods of liquid holdup and three pressure drop calculation methods based on flow pattern are selected to predict the theoretical liquid holdup and pressure drop under experimental conditions. Through error analysis, the coefficient 蠄 of the Beggs-Brill method with the smallest error is selected for angle correction, and the error is obviously reduced after the correction. A modified formula for calculating the pressure drop of the two phase flow at a small angle is obtained. In this paper, by analyzing the influence of tilt angle on pressure drop, the pressure drop model is optimized, and then the appropriate pressure drop model is selected to modify it, and the empirical calculation formula applicable to the experimental conditions is obtained. The formula can be used to predict the pressure drop of the two phase flow at a small angle.
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE832
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 魏而宏;硫酸厂系统压降的优化设计[J];硫酸工业;1984年05期
2 崔海骏,张碧江;纤维床压降的试验研究[J];燃料化学学报;1984年01期
3 莫锡荣;江生南;何达鑫;刘春霄;杜长春;;管栅式喷射塔的初步探讨 第一部分 管栅式喷射元件的压降[J];北京化工学院学报;1980年04期
4 魏而宏;;化工装置系统压降设计优化[J];化工设计;1991年06期
5 孙师白;文丘里洗涤器的压降与效率[J];硫酸工业;1980年S2期
6 黄风廉,黄鸿鼎;两相流及传热(三) 两相流压降的计算[J];石油化工设备;1985年04期
7 侯强;;二甲苯吸附室压降异常的分析和处理[J];石油炼制与化工;2011年10期
8 张振武;;管路压降的图算法[J];化工设计通讯;1987年04期
9 ;固定床压降估算[J];化工装备技术;1997年02期
10 刘根元;;重整反应器压降问题[J];石油炼制与化工;1982年09期
相关会议论文 前4条
1 徐筱琪;曾智勇;廖建顺;椝宗iR;iJ秉};;分离式空调机之管路压降计算模拟软体开发[A];第九届海峡两岸制冷空调技术交流会论文集[C];2009年
2 李阳;付海明;赵友军;;固定床颗粒过滤压降的正交实验及回归分析[A];福建省科协第七届学术年会能源分会专刊[C];2007年
3 张谭;刘赵淼;;微喷管内气体流动的总压降分析[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
4 闫荣鑫;;压降检漏法的影响因素及改进措施[A];中国真空学会质谱与检漏专委会第十二届年会、中国计量测试学会真空校准专委会第七届年会论文摘要集[C];2004年
相关重要报纸文章 前5条
1 本报记者 李军;硫酸干燥压降高难题有解[N];中国化工报;2014年
2 秦晓明;四集成技术为铁碳压降“降压”[N];中国有色金属报;2013年
3 盛勤芳 赵斌;压降警情“人人有责”[N];苏州日报;2013年
4 记者 吕宁丰;我市采取五项措施压降事故[N];南京日报;2007年
5 浙江 何宏富;利用电容维持LED的荧光——筛选LED压降差异的妙法[N];电子报;2011年
相关硕士学位论文 前9条
1 尚洪宝;放空控制调节阀优化设计与仿真[D];重庆理工大学;2015年
2 王莉婕;利用PIPEPHASE软件评价多相流压降计算方法[D];东北石油大学;2015年
3 殷乾;枝状火炬管网压降计算的建模与仿真[D];浙江工业大学;2015年
4 韩悦;气液混输管路压降模型研究[D];长江大学;2017年
5 吕书平;窄矩形通道中压降及自然循环流动不稳定特性研究[D];重庆大学;2014年
6 杨胜杰;油田注水井压降测量计的研发与应用[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2014年
7 金毅;SoC动静态压降分析方法[D];上海交通大学;2007年
8 隋立堂;折流式超重力旋转床的气相压降与流场模拟[D];浙江工业大学;2008年
9 李永臣;PT二次回路压降补偿新方法研究[D];华北电力大学;2001年
,本文编号:1798137
本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/1798137.html