管道結構對嚴重段塞流流動特性的影響規(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)設備中，嚴重段塞流則常見于海洋油氣混輸系統(tǒng)，對這些流動現(xiàn)象開展研究具有重要的理論和實際意義。而目前國內(nèi)外均缺乏大型實驗系統(tǒng)回路下有效的實驗數(shù)據(jù)和相應的理論分析。 本文在內(nèi)徑為0.051m的水平-下傾-上傾、微上傾斜-上傾，兩種形式的實驗管道上對兩相嚴重段塞流進行了深入、系統(tǒng)的研究，揭示了嚴重段塞流的產(chǎn)生機理和流動特性，并與增加氣體積聚容積-下傾-立管實驗進行了比較得

2、出如下結論： 發(fā)現(xiàn)增加氣體緩沖容積的嚴重段塞流實驗中，管路內(nèi)氣體的積聚空間明顯大于實際管路的氣體積聚空間。氣相在一段時間內(nèi)不會沿著下傾管路向下流動，而是流入緩沖罐中，更容易實現(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。驗證了立管前段管路氣液分層積聚是嚴重段塞流發(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-上傾管段上嚴重段塞流的流型圖進行了對比研究和分析，發(fā)現(xiàn)增加氣體緩沖空間實

3、驗中嚴重段塞的發(fā)生區(qū)域明顯大于本實驗，而過渡流型發(fā)生區(qū)域小于本實驗。其中嚴重段塞流與過渡流型的上層邊界明顯大于本實驗，嚴重段塞流與過渡流型的右邊界與本實驗相近。 對嚴重段塞流的流動特性經(jīng)行了實驗研究和分析，發(fā)現(xiàn)實驗管段入口處的氣、液相折算流速、立管前氣體積累空間對嚴重段塞流的流動特性產(chǎn)生較大影響。嚴重段塞流具有嚴格的周期性，周期長度隨氣液相折算流速增大而減小，在對數(shù)坐標下呈線性關系。嚴重段塞流的壓力波動幅度隨氣液相折算流速的改變