本文關(guān)鍵詞： 段塞流 變徑管 響應(yīng)特性 試驗(yàn)研究 圖像處理　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：段塞流是油氣混輸管道中較為常見的一種流型,其流動(dòng)的間歇性、不穩(wěn)定性在生產(chǎn)過程中帶來(lái)許多問題,譬如:管件疲勞失效、管路運(yùn)行惡化以及影響設(shè)備測(cè)量精度。為保證輸送管線、沿線相關(guān)測(cè)量設(shè)備以及下游處理設(shè)備的設(shè)計(jì)優(yōu)化,對(duì)段塞流的研究勢(shì)在必行。在以西安石油大學(xué)多相流實(shí)驗(yàn)室為依托自行搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,本文對(duì)水平變徑管中氣水兩相段塞流進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:系統(tǒng)研究了變徑管氣水兩相段塞流壓力和壓差的波動(dòng)特性,研究結(jié)果表明:段塞流壓力和壓差信號(hào)均呈現(xiàn)出類周期性波動(dòng),變徑管前壓力壓差波動(dòng)的周期性更加明顯;折算液速是造成壓力波動(dòng)周期及波動(dòng)頻率變化的主要因素。變徑管前后,系統(tǒng)壓力隨變徑管的變徑角度和折算液速增大而增大,并且變徑管入口粗管中的系統(tǒng)壓力大于出口細(xì)管中的壓力。壓力概率密度分布為單峰、雙峰、多峰的復(fù)雜分布形式,壓差概率密度分布為單峰分布形式。壓力和壓差概率密度分布的分散性隨變徑角度和折算液速增大而增大。壓差波動(dòng)功率譜函數(shù)密度具有波動(dòng)頻率穩(wěn)定且范圍小的特點(diǎn)。本文采用圖像數(shù)字處理方法對(duì)段塞流持液率進(jìn)行了測(cè)量,文中對(duì)持液率的獲取方法做了詳細(xì)的介紹。變徑管入口粗管中持液率呈現(xiàn)出類周期性波動(dòng)特征,出口細(xì)管中持液率周期性不明顯;液塞及液膜區(qū)的持液率均隨液相折算速度增大而增大;入口粗管中的持液率概率密度分布形式較為單一,出口細(xì)管中的持液率概率密度分布形式較為復(fù)雜。
[Abstract]:Slug flow is a common flow pattern in oil and gas pipeline. The intermittent flow and instability of slug flow bring many problems in the production process, such as fatigue failure of pipe fittings. The deterioration of pipeline operation and the impact of equipment measurement accuracy. In order to ensure the design optimization of transmission line, related measuring equipment along the line and downstream processing equipment, It is imperative to study slug flow. On the experimental platform based on the multi-phase flow laboratory of Xi'an Petroleum University, In this paper, the gas-water two-phase slug flow in a horizontal variable diameter tube is studied. The main contents are as follows: the fluctuation characteristics of the pressure and pressure difference of the gas-water two-phase slug flow in the variable diameter tube are studied systematically. The results show that the signals of slug flow pressure and pressure difference show a kind of periodic fluctuation, and the periodicity of pressure difference fluctuation in front of variable diameter pipe is more obvious. The converted liquid velocity is the main factor that causes the variation of the pressure fluctuation period and frequency. Before and after the variable diameter tube, the pressure of the system increases with the increase of the variable diameter angle and the converted liquid velocity of the variable diameter tube. And the system pressure in the inlet thick tube of variable diameter tube is larger than that in the outlet tube. The probability density distribution of pressure is a complex distribution form of single peak, double peak and multiple peak. The distribution of pressure difference probability density is in the form of single peak distribution. The dispersion of pressure and pressure difference probability density distribution increases with the increase of diameter angle and reduced liquid velocity. The density of power spectrum function of pressure difference fluctuation has stable fluctuation frequency and small range. The digital image processing method is used to measure the liquid holdup of slug flow. In this paper, the method of obtaining liquid holdup is introduced in detail. The liquid holdup in the inlet coarse tube of variable diameter tube shows the characteristic of quasi-periodic fluctuation, but the periodicity of liquid holdup in outlet tube is not obvious. The liquid holdup in the liquid slug and liquid film region increases with the increase of the liquid conversion velocity, and the probability density distribution form of the liquid holdup in the inlet tube is simple, and the distribution form of the liquid holdup probability density in the outlet tube is more complex.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE832

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