湿天然气管道积液特性研究

【摘要】：随着天然气需求量的增大,天然气的安全输送成为重要问题。由于天然气在输送过程中管道内会有部分凝析液生成,因此天然气管道流动为典型的低含液量气液两相流动。然而低含量液体对天然气输运系统的运能和效率有非常大的影响,只有精确预测出管内流动压降和积液情况才能正确设计管线尺寸及下游设备。不同的运行条件下其气液界面形状会不同,根据不同形状气液界面建立的模型所计算出的压降差异很大。因此,研究湿天然气管道积液的截面几何特性对气液两相流模型建立具有重要理论价值,对管线输送的安全及效率也具有非常重要的意义。本文在开展深入文献研究的的基础上对湿气管道流动中积液下凹界面的形成及判别进行了介绍,通过编程计算对不同界面机理模型开展理论分析,并和实验数据对比,分析、比较了一些重要低含液量气液两相流模型预测压降精度和适用情况,本文推荐低气速(10m/s)使用FLAT模型;中高气速(10-20m/s)使用ARS、MARS模型;高气速(20m/s)使用双圆模型。在对已有模型做理论研究和数据分析对比的基础上,改进了适用于低气速的水平界面模型中湿壁分数计算关系式,本文将ARS模型、MARS模型中计算湿壁分数引入FLAT模型中,建立了一个含韦伯数、弗劳德数的水平界面模型湿壁分数计算关系式。并利用ARS模型计算压力梯度公式简化运算步骤。相对于FLAT模型,本文提出的模型预测结果和实验值符合更好。 【关键词】：水平管道 低含液量 气液界面 压力梯度 气液两相流
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE832
【目录】：

• 中文摘要3-4
• abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 多相流动特点8
• 1.3 低持液气液两相流国内外研究现状8-14
• 1.4 本文研究内容14-15
• 第二章 近水平管低含液量气液两相流研究15-28
• 2.1 气液两相流流动参数介绍15-18
• 2.1.1 流量15
• 2.1.2 流速15-17
• 2.1.3 含气率和含液率17-18
• 2.2 气液两相流流型18
• 2.3 低持液率气液两相流流型区域及界面形态18-21
• 2.4 界面形状及产生弯曲界面原因21-25
• 2.5 从能量角度对界面结构进行描述25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 近水平管道低含液量气液界面模型介绍28-44
• 3.1 气液相界面模型基础平衡方程及参数介绍28-31
• 3.2 低含液量气液两相流模型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 双圆环模型(Double-Circle模型)36-39
• 3.2.5 重心模型（Gravity-Center Model）39-41
• 3.3 低持液两相流计算模型理论对比41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 水平管道低含液量气液两相流模型验证分析44-77
• 4.1 不同界面模型湿壁分数计算值与实验值的比较45-67
• 4.1.1 模型预测值与Chen空气-煤油实验值的比较45-53
• 4.1.2 模型预测值与Fan空气-水实验值的比较53-62
• 4.1.3 预测值与Fan空气-油实验值的比较62-67
• 4.2 不同界面模型压降计算值与实验值的比较67-77
• 4.2.1 模型预测值与Badie空气-水实验值的比较67-72
• 4.2.2 模型预测值与Banafi空气-水实验值的比较72-77
• 第五章 水平管道低含液量气液两相流模型改进及验证77-84
• 5.1 低持液率气液两相流改进模型主要参数关系式77-78
• 5.2 低持液率气液两相流改进模型计算流程图及编制78-79
• 5.3 低持液率气液两相流改进模型验证分析79-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第六章 结论与建议84-86
• 6.1 结论84
• 6.2 创新点84
• 6.3 建议84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-91
• 攻读硕士期间发表论文91-92

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

湿气管道内气-油-水三相界面模型研究    张卫敏;周中强;张春;

近水平湿气管道实验及理论模型研究现状    周中强;

国外部分长距离混输管道调研    李自力,冯叔初

高压大直径天然气-凝析液管流计算模型    邓道明;董勇;涂多运;张强;宫敬;李清平;

湿天然气计量方法及其分析    宋江卫;陈旭;陆新东;

湿天然气管输瞬态模拟及调峰技术研究    李玉星,冯叔初

水平管气液分层流压力梯度和含气率计算方法研究    曹学文,梁法春,黄庆宣,林宗虎

凝析天然气管道分层流动相间水力摩阻系数计算式评价    肖荣鸽;王立洋;邓志安;郭雄昂;张蕾;

低液量水平管气液分层流摩阻压降的计算    肖荣鸽;郭雄昂;张蕾;刘长兰;陈栋刚;

管道气液两相流动技术研究    韩炜

水平油气两相流流型转换及其相界面特性的研究    刘夷平

湿天然气管道输送过程模拟    许艳春

海底管道油气混输数值模拟研究    王欣然;张一星;孙长征;陈梦;李旺;张欣雨;宇波;

顶吹管内流型与气泡群周期性变化的实验研究    王冲;黄梅;朱道飞;王仕博;王华;徐建新;刘泛涵;

两相掺混技术及其在燃气轮机中的应用    王文杰;

煤矿综掘工作面粉尘防治研究现状及方法进展    耿凡;周福宝;罗刚;

过载条件下颗粒在液氧输送管内的加速特性研究    王剑中;吴云峰;陈二锋;冉振华;宋笔锋;

石油生产水平及大斜度井测井技术综述    孔令富;李雷;孔维航;刘兴斌;李英伟;张世龙;

活塞振荡冷却的数值模拟计算及温度场分析    吴倩文;张敬晨;庞铭;解志民;胡定云;胡玉平;

二次脉冲气动喷雾系统的设计与实验研究    王悦;白春华;李斌;张奇;刘雪岭;

双轮铣槽机泥浆管内部固液两相流动的仿真分析    李万莉;游正民;

煤层气井小型压裂测试资料处理方法及应用    熊先钺;曹代勇;方惠军;李焕同;郭智栋;车延前;刘琦;

油井水力压裂摩阻计算和井口压力预测    刘合;张广明;张劲;彪仿俊;吴恒安;王秀喜;

水平管降膜蒸发器管内汽液两相流动与传热效果的数值分析    董国强;周亚素;孙韶;石成君;

湿式电除尘器的数值试验研究    袁伟锋;金海;刘含笑;周统;

管道气液两相流动技术研究    韩炜

减压转油线气液两相流动特性模拟及结构优化研究    秦娅

基于槽式孔板与旋进漩涡流量计的湿气计量技术研究    华陈权

水平油气两相流流型转换及其相界面特性的研究    刘夷平

水平井水力压裂数值模拟研究    张广明

气液混输管线与立管系统严重段塞流特性研究    高嵩

复合绝热低温容器性能与真空丧失后的热响应研究    朱鸣

温度场中气溶胶颗粒运动与传热传质研究    陈治良

微通道蒸发器的优化设计及流量分配特性研究    刘巍

油液污染颗粒沉降及自洁过滤系统研究    崔丽琴

同轴套管式回路型重力热管太阳能锅炉设计及系统传热特性研究    王武军

水平蛇形管内流动阻力特性实验研究    姚旺

油气润滑系统水平管内环状流形成机理研究    孟赵一

湿天然气加热炉盘管内壁结垢过程模型研究及预测    张海亮

近水平管内低含液量气—油—水三相流动模型研究    周中强

YG液化天然气项目储运系统优化研究    王佳

地形起伏天然气集输管线清管数值模拟研究    刘昕

再循环蒸发器的理论与实验研究    张枫

动载作用下管内两相流流动特性实验研究    马良军

圆管中气液两相分层流动的直接数值模拟    李栋

水平管内油气水三相环状流截面含气率的研究    蔡辉,周云龙,关月波,孙斌,宋景东,洪文鹏

凝析气管线输送稳/瞬态模拟研究    张友波;李长俊;刘定智;

湿蒸汽两相流流量的测量研究    罗毓珊，陈听宽，陈宣政，毕勤成，汤敏

水平管内油水两相流流型及其转换规律研究    吴铁军,郭烈锦,刘文红,张西民

两相临界流实验研究    陈听宽,徐进良,罗毓珊

水平管油水两相流摩擦阻力特性实验研究    刘文红,郭烈锦,吴铁军,张西民

差压法测量两相流相含率的研究    罗毓珊,李爱华,陈听宽,杜社教

卧式螺旋管内油－气两相流流型的研究    郭烈锦，李广军，陈学俊，高晖，于立军

固液两相流管道水击防护措施的计算分析    韩文亮,王光谦,韩军

气液两相段塞流中双流体模型的分析    赵志勇,王树立,彭杰

蒸汽伴热改为热水伴热的节能效益分析    贺廷礼;李艳萍;刘桂莲;冯霄;

管道气液两相流动技术研究    韩炜

油田企业能耗评价与优化决策研究    孙宁

近水平管内低含液量气—油—水三相流动模型研究    周中强

稠油三管伴热集输系统生产运行方案优化    王文秀

深水钻井中天然气水合物预测的研究    吴华

迪那2凝析油气田输气管线工况模拟研究    陈墨

榆树林油田单管电加热集油工艺研究    王雪

油田集输系统利用地热伴热技术研究    田玉江

气液两相流水平绕流柱体的动态压降特性    孙志强;张宏建;

气液两相流多尺度相干结构及其间歇性    陈文义;郭莎莎;姜楠;

气液两相流工况下调节阀的选型    胡国炜;

气液两相流特征参数的微机测量系统    吕砚山,张进明,蔡建民,张晏春,梁英民,刘文庆,马润宇,吴祥芝,傅举孚,黑川一夫

底吹钢包气液两相流结构的研究    周明;李文采;

水平管内气液两相流传热初探    肖如亭 ,陈伟琳 ,段鹏

表面活性剂添加对气液两相流摩阻压降特性的影响    夏国栋,王敏,鹿院卫,马重芳,麦维斯

弯管中的气液两相流水击现象    王树立,赵会军

水平管内气液两相流研究    陈如艳;仇性启;王晓琦;

光纤示踪仪及其应用——对气液两相流系统的测试    洪纯一;刘文英;李孟福;

气液两相流压力波在弯管中的传播    王树立;赵实;王素华;

气液两相流不稳定特性的实验研究    程文;村井一;木俊男;山本富士夫;

高阶统计量在气液两相流压力与压差信号对比分析中的应用    周云龙;徐驰;周红娟;

基于气液两相流的冲泻区水动力数值研究    邓斌;蒋昌波;汤寒松;隆院男;王刚;

误差反传神经网络的气液两相流漩涡信号分析    郭盈;李永光;李崇详;陈亮;马立新;

一种用于气液两相流测量的正弦电流激励源    张志强;董峰;许聪;

鼓泡塔内气液两相流的离散气泡数值模拟    吴春亮;詹杰民;

小通道小流量气液两相流热式测量方法的研究    张立伟;冀海峰;黄志尧;王保良;李海青;

气液两相流流型分形标度表征研究    池恒;金宁德;

气液两相流流型分形标度表征研究    池恒;金宁德;

基于狭缝文丘里的气液两相流检测技术研究    方立德

基于传感器数据融合的小通道气液两相流参数测量新方法研究    龙军

基于电容耦合式非接触电导检测的气液两相流参数测量新方法研究    王磊

基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究    许燕斌

基于数字图像处理技术的气液两相流型识别与演化规律研究    李洪伟

基于非结构化网格气液两相流数值方法及并行计算研究与软件开发    明平剑

基于电容层析成像技术的气液两相流特性分析    杜运成

气液两相流联箱中流量分配的理论和实验研究    庞力平

深水井筒气液两相流传热规律研究    马永乾

微通道内气液两相流及气泡行为研究    付涛涛

回油管内气液两相流动的软件开发与数值计算    冯艳

气液两相流管道振动特性研究    谢超

气液两相流管道振动检测研究    宋军舰

曝气池中气液两相流粒子图像测速技术及逆解析研究    刘晓辉

垂直上升管内气液两相流钝体绕流的机理研究    姜向阳

高压高产气井油管气液两相流特性研究    赵滨

气液两相流流动结构多尺度及非线性特性分析    董芳

分配联箱气液两相流的实验及数值模拟研究    李亚洁

气液两相流中气泡特征分析与速度场测量方法研究    曲伟杰

气液两相流不分离参数测量研究    田野