濕天然氣管道低含液率氣液兩相流壓降特性研究

【摘要】：低含液率氣液兩相流廣泛存在于濕天然氣管道中,是氣液兩相流的典型現(xiàn)象之一。在天然氣輸送管道中,即便是入口為單相的天然氣,隨著沿程壓力的變化導(dǎo)致反凝析現(xiàn)象的發(fā)生,也會有凝析液生成。這些液體的存在會導(dǎo)致壓降的增加。準(zhǔn)確地預(yù)測壓降對管線的尺寸,管材,增壓設(shè)備的選擇至關(guān)重要。同時,持液率還是決定天然氣運輸管線清管頻率,設(shè)計下游設(shè)備的一個重要參數(shù),對分析管道腐蝕、石蠟沉積以及水合物形成都具有非常重要的意義。因此,本文主要著眼于在濕天然氣輸送過程中,低含液率氣液兩相流的壓降特性研究。本文對文獻(xiàn)中氣液兩相流流型和不同的氣液相界面模型進(jìn)行了研究。建立了以氣相和液相動量方程為基礎(chǔ)的控制方程,并對控制方程的各個計算參數(shù),給出了相應(yīng)的閉合關(guān)系式。重點討論了對壓降特性研究有較大影響的界面摩擦系數(shù)和液滴夾帶現(xiàn)象,通過空氣-水的實驗數(shù)據(jù)對比了五種界面摩擦系數(shù)的閉合關(guān)系式,從敏感性分析的角度說明液滴夾帶對壓降和持液率的影響,并對文獻(xiàn)中的四種液滴夾帶分?jǐn)?shù)的閉合關(guān)系式進(jìn)行優(yōu)選。本文主要對文獻(xiàn)中的六種低含液率氣液兩相流模型進(jìn)行了對比分析,通過四組不同來源的實驗數(shù)據(jù),結(jié)合氣液相表觀速度和液滴夾帶給出了六種模型的適用范圍,并對模型的誤差進(jìn)行統(tǒng)計分析。 【關(guān)鍵詞】：濕氣管道 低含液率 氣液兩相流 持液率 壓降
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE832
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-17
• 1.1 研究目的和意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀8-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15
• 1.4 研究思路15-17
• 第二章 低含液率氣液兩相流流型和界面模型研究17-28
• 2.1 低含液率氣液兩相流的流型17-18
• 2.1.1 低含液率氣液兩相流的流型劃分17-18
• 2.1.2 流型小結(jié)18
• 2.2 濕天然氣管道低含液率氣液兩相流界面模型18-27
• 2.2.1 FLAT模型19-20
• 2.2.2 ARS模型20-22
• 2.2.3 MARS模型22-23
• 2.2.4 雙圓環(huán)模型23-25
• 2.2.5 Banafi等人提出的新的界面模型25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 低含液率氣液兩相流壓降特性28-53
• 3.1 基本假設(shè)28
• 3.2 控制方程28-31
• 3.3 閉合關(guān)系式31-51
• 3.3.1 濕壁分?jǐn)?shù)與界面周長閉合關(guān)系式31-34
• 3.3.2 氣壁摩擦系數(shù)閉合關(guān)系式34
• 3.3.3 液壁摩擦系數(shù)閉合關(guān)系式34-39
• 3.3.4 氣液界面摩擦系數(shù)閉合關(guān)系式39-48
• 3.3.5 液滴夾帶分?jǐn)?shù)閉合關(guān)系式48-51
• 3.4 小結(jié)51-53
• 第四章 模型的對比與分析53-78
• 4.1 模型的對比驗證53-76
• 4.1.1 和Banafi（2014）的空氣-水的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比54-62
• 4.1.2 和帝國理工大學(xué)的空氣-水實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比62-66
• 4.1.3 和帝國理工大學(xué)的空氣-油實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比66-73
• 4.1.4 和Fan（2005）的空氣-水的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比73-76
• 4.2 結(jié)論76-77
• 4.3 本章小結(jié)77-78
• 第五章 結(jié)論與建議78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 工作量79
• 5.3 建議79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文84-85
• 附錄85-94
• 附錄一：帝國理工大學(xué)的空氣-水的壓降實驗數(shù)據(jù)和六種模型的預(yù)測值85-87
• 附錄二：帝國理工大學(xué)的空氣-水的持液率實驗數(shù)據(jù)和六種模型的預(yù)測值87-89
• 附錄三：帝國理工大學(xué)的空氣-油的壓降實驗數(shù)據(jù)和六種模型的預(yù)測值89-90
• 附錄四：帝國理工大學(xué)的空氣-油的持液率實驗數(shù)據(jù)和六種模型的預(yù)測值90-92
• 附錄五：Fan（2005）空氣-水的壓降實驗值和六種模型的預(yù)測值92-94

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