濕天然氣管道積液特性研究

【摘要】：隨著天然氣需求量的增大,天然氣的安全輸送成為重要問題。由于天然氣在輸送過程中管道內(nèi)會(huì)有部分凝析液生成,因此天然氣管道流動(dòng)為典型的低含液量氣液兩相流動(dòng)。然而低含量液體對(duì)天然氣輸運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)能和效率有非常大的影響,只有精確預(yù)測出管內(nèi)流動(dòng)壓降和積液情況才能正確設(shè)計(jì)管線尺寸及下游設(shè)備。不同的運(yùn)行條件下其氣液界面形狀會(huì)不同,根據(jù)不同形狀氣液界面建立的模型所計(jì)算出的壓降差異很大。因此,研究濕天然氣管道積液的截面幾何特性對(duì)氣液兩相流模型建立具有重要理論價(jià)值,對(duì)管線輸送的安全及效率也具有非常重要的意義。本文在開展深入文獻(xiàn)研究的的基礎(chǔ)上對(duì)濕氣管道流動(dòng)中積液下凹界面的形成及判別進(jìn)行了介紹,通過編程計(jì)算對(duì)不同界面機(jī)理模型開展理論分析,并和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,分析、比較了一些重要低含液量氣液兩相流模型預(yù)測壓降精度和適用情況,本文推薦低氣速(10m/s)使用FLAT模型;中高氣速(10-20m/s)使用ARS、MARS模型;高氣速(20m/s)使用雙圓模型。在對(duì)已有模型做理論研究和數(shù)據(jù)分析對(duì)比的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了適用于低氣速的水平界面模型中濕壁分?jǐn)?shù)計(jì)算關(guān)系式,本文將ARS模型、MARS模型中計(jì)算濕壁分?jǐn)?shù)引入FLAT模型中,建立了一個(gè)含韋伯?dāng)?shù)、弗勞德數(shù)的水平界面模型濕壁分?jǐn)?shù)計(jì)算關(guān)系式。并利用ARS模型計(jì)算壓力梯度公式簡化運(yùn)算步驟。相對(duì)于FLAT模型,本文提出的模型預(yù)測結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值符合更好。 【關(guān)鍵詞】：水平管道 低含液量 氣液界面 壓力梯度 氣液兩相流
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE832
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.2 多相流動(dòng)特點(diǎn)8
• 1.3 低持液氣液兩相流國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-14
• 1.4 本文研究內(nèi)容14-15
• 第二章 近水平管低含液量氣液兩相流研究15-28
• 2.1 氣液兩相流流動(dòng)參數(shù)介紹15-18
• 2.1.1 流量15
• 2.1.2 流速15-17
• 2.1.3 含氣率和含液率17-18
• 2.2 氣液兩相流流型18
• 2.3 低持液率氣液兩相流流型區(qū)域及界面形態(tài)18-21
• 2.4 界面形狀及產(chǎn)生彎曲界面原因21-25
• 2.5 從能量角度對(duì)界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 近水平管道低含液量氣液界面模型介紹28-44
• 3.1 氣液相界面模型基礎(chǔ)平衡方程及參數(shù)介紹28-31
• 3.2 低含液量氣液兩相流模型31-41
• 3.2.1 水平界面模型（FLAT模型）31-32
• 3.2.2 等效粗糙表面模型(ARS模型)32-34
• 3.2.3 修正等效粗糙表面模型（MARS模型）34-36
• 3.2.4 雙圓環(huán)模型(Double-Circle模型)36-39
• 3.2.5 重心模型（Gravity-Center Model）39-41
• 3.3 低持液兩相流計(jì)算模型理論對(duì)比41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 水平管道低含液量氣液兩相流模型驗(yàn)證分析44-77
• 4.1 不同界面模型濕壁分?jǐn)?shù)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較45-67
• 4.1.1 模型預(yù)測值與Chen空氣-煤油實(shí)驗(yàn)值的比較45-53
• 4.1.2 模型預(yù)測值與Fan空氣-水實(shí)驗(yàn)值的比較53-62
• 4.1.3 預(yù)測值與Fan空氣-油實(shí)驗(yàn)值的比較62-67
• 4.2 不同界面模型壓降計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較67-77
• 4.2.1 模型預(yù)測值與Badie空氣-水實(shí)驗(yàn)值的比較67-72
• 4.2.2 模型預(yù)測值與Banafi空氣-水實(shí)驗(yàn)值的比較72-77
• 第五章 水平管道低含液量氣液兩相流模型改進(jìn)及驗(yàn)證77-84
• 5.1 低持液率氣液兩相流改進(jìn)模型主要參數(shù)關(guān)系式77-78
• 5.2 低持液率氣液兩相流改進(jìn)模型計(jì)算流程圖及編制78-79
• 5.3 低持液率氣液兩相流改進(jìn)模型驗(yàn)證分析79-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第六章 結(jié)論與建議84-86
• 6.1 結(jié)論84
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)84
• 6.3 建議84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文91-92

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