低含水率原油在傾斜管中的油水兩相流數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國對進(jìn)口原油的需求不斷增加,作為原油長距離輸送的主要方式的管道,近幾年來,發(fā)生腐蝕穿孔的情況屢見不鮮。腐蝕問題已經(jīng)成為是影響管道系統(tǒng)可靠性和使用壽命的關(guān)鍵因素之一,也是當(dāng)前研究管道腐蝕中的熱點。進(jìn)口原油含水率低,其油水兩相流流場特點與高含水原油有很大的不同,因此,本文結(jié)合鎮(zhèn)江煉化集輸管道的實際工況,對低含水率的原油在傾斜管道內(nèi)的流場進(jìn)行模擬研究。
　　 對于油水兩相流的研究,主要分為實驗和仿真兩個方向,實驗研究存在著實驗數(shù)

2、據(jù)對比性不足的問題。近幾年來,借助基于計算流體力學(xué)(CFD)的計算機(jī)數(shù)值仿真技術(shù),通過對管道內(nèi)部的流場進(jìn)行模擬和分析,能從本質(zhì)上揭示油水管道內(nèi)腐蝕的機(jī)理,為尋找整條管道的最危險位置提供科學(xué)依據(jù)。
　　 本文借助CFD軟件,在流速、管徑不變的情況下,分別建立傾斜角度為0°、5°、10°、15°、20°、25°和30°、含水率為0.1％、0.5％、1.5％、5％和10％的三維管道模型,選用多相流VOF模型進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)計算,最后分析管道

3、內(nèi)油水兩相流的流型和積水的位置,以及傾斜角度和含水率對管道壓強(qiáng)、速度、水相分布的影響。
　　 通過計算結(jié)果和流場模擬分析表明,受到傾角和重力的影響,低含水率原油在抬頭段、傾斜管中部、以及出口處,較易發(fā)生水的聚集現(xiàn)象。管道內(nèi)壓力總體上呈遞減的趨勢,遞減程度較小,隨著傾斜角度的增加,在連接處的壓力增大,出現(xiàn)了湍流現(xiàn)象,發(fā)生局部的逆流現(xiàn)象。隨著含水率的增加,含水率的變化對管道內(nèi)壓力變化影響可以忽略,速度波動較大,在連接處出現(xiàn)斷層現(xiàn)象。