【摘要】：海底油氣管道的冷卻傳熱過程是結(jié)蠟、水合物等海洋石油工業(yè)流動保障問題的關(guān)鍵控制因素。采用電容探針與熱電偶、熱電阻等流動及溫度測量手段對不同冷卻條件下空氣-油段塞流的流動參數(shù)和傳熱參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗測量,分析了空氣-油段塞流流動參數(shù)對傳熱特性的影響,并與空氣-水對流換熱進(jìn)行對比。結(jié)果表明,空氣-油段塞流對流傳熱系數(shù)主要受液相折算速度的影響,且冷卻液溫度越低,管底熱流體黏度越大,導(dǎo)致熱邊界層越厚,傳熱系數(shù)降低;受黏性力及邊界層影響,對流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于空氣-水;沿管壁周向,從管頂?shù)焦艿椎膶α鱾鳠嵯禂?shù)不斷增大。提出了適用于冷卻條件下的油氣段塞流傳熱關(guān)聯(lián)式和傳熱模型。
【圖文】：

油對流換熱與空氣-水對流換熱的不同，并分析了管壁周向不同位置處對流傳熱系數(shù)的分布情況。此外，本文將空氣-油段塞流實(shí)驗對流傳熱系數(shù)與3種關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了對比，提出了適用于冷卻條件下的油氣段塞流傳熱關(guān)聯(lián)式和段塞流流型的傳熱模型。1實(shí)驗裝置及數(shù)據(jù)分析方法圖1為實(shí)驗采用的兩相流循環(huán)管道示意圖。該系統(tǒng)包括液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)、兩相混合循環(huán)系統(tǒng)、液相加熱系統(tǒng)、氣相加熱系統(tǒng)及冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見文獻(xiàn)[22]。在該實(shí)驗裝置上以空氣-水為介質(zhì)的段塞流傳熱的研究驗證了該系統(tǒng)的可靠性[23]。圖2為互相關(guān)法電極組安裝示意圖。將兩組電容電極安裝在流動觀察段，具體調(diào)試過程及原理詳見文獻(xiàn)[24-25]�；ハ嚓P(guān)法的原理是，兩列信號經(jīng)互相關(guān)函數(shù)計算，得到RXY，其最大值對應(yīng)的橫坐標(biāo)圖2互相關(guān)法電極組安裝示意圖Fig.2Schematicdiagramofcross-correlationelectrodegroupinstallation圖1實(shí)驗系統(tǒng)示意圖Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsystem

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本文編號：2555697