管道結(jié)構(gòu)對(duì)嚴(yán)重段塞流流動(dòng)特性的影響規(guī)律研究.pdf

1、段塞流廣泛存在于油氣井井筒與油氣混輸管道、鍋爐管束和換熱器等工業(yè)設(shè)備中，嚴(yán)重段塞流則常見于海洋油氣混輸系統(tǒng)，對(duì)這些流動(dòng)現(xiàn)象開展研究具有重要的理論和實(shí)際意義。而目前國(guó)內(nèi)外均缺乏大型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)回路下有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的理論分析。 本文在內(nèi)徑為0.051m的水平-下傾-上傾、微上傾斜-上傾，兩種形式的實(shí)驗(yàn)管道上對(duì)兩相嚴(yán)重段塞流進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究，揭示了嚴(yán)重段塞流的產(chǎn)生機(jī)理和流動(dòng)特性，并與增加氣體積聚容積-下傾-立管實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較得

2、出如下結(jié)論： 發(fā)現(xiàn)增加氣體緩沖容積的嚴(yán)重段塞流實(shí)驗(yàn)中，管路內(nèi)氣體的積聚空間明顯大于實(shí)際管路的氣體積聚空間。氣相在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)沿著下傾管路向下流動(dòng)，而是流入緩沖罐中，更容易實(shí)現(xiàn)氣液分離、分層，從而使氣體在緩沖罐內(nèi)積聚，液體在下傾管內(nèi)形成液塞。驗(yàn)證了立管前段管路氣液分層積聚是嚴(yán)重段塞流發(fā)生的必要條件之一。 水平-下傾-上傾管段和增加氣體積聚容積-下傾-上傾管段上嚴(yán)重段塞流的流型圖進(jìn)行了對(duì)比研究和分析，發(fā)現(xiàn)增加氣體緩沖空間實(shí)

3、驗(yàn)中嚴(yán)重段塞的發(fā)生區(qū)域明顯大于本實(shí)驗(yàn)，而過(guò)渡流型發(fā)生區(qū)域小于本實(shí)驗(yàn)。其中嚴(yán)重段塞流與過(guò)渡流型的上層邊界明顯大于本實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重段塞流與過(guò)渡流型的右邊界與本實(shí)驗(yàn)相近。 對(duì)嚴(yán)重段塞流的流動(dòng)特性經(jīng)行了實(shí)驗(yàn)研究和分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)管段入口處的氣、液相折算流速、立管前氣體積累空間對(duì)嚴(yán)重段塞流的流動(dòng)特性產(chǎn)生較大影響。嚴(yán)重段塞流具有嚴(yán)格的周期性，周期長(zhǎng)度隨氣液相折算流速增大而減小，在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈線性關(guān)系。嚴(yán)重段塞流的壓力波動(dòng)幅度隨氣液相折算流速的改變