【摘要】：隨著天然氣需求量的增大,天然氣的安全輸送成為重要問題。由于天然氣在輸送過程中管道內(nèi)會有部分凝析液生成,因此天然氣管道流動為典型的低含液量氣液兩相流動。然而低含量液體對天然氣輸運系統(tǒng)的運能和效率有非常大的影響,只有精確預(yù)測出管內(nèi)流動壓降和積液情況才能正確設(shè)計管線尺寸及下游設(shè)備。不同的運行條件下其氣液界面形狀會不同,根據(jù)不同形狀氣液界面建立的模型所計算出的壓降差異很大。因此,研究濕天然氣管道積液的截面幾何特性對氣液兩相流模型建立具有重要理論價值,對管線輸送的安全及效率也具有非常重要的意義。本文在開展深入文獻研究的的基礎(chǔ)上對濕氣管道流動中積液下凹界面的形成及判別進行了介紹,通過編程計算對不同界面機理模型開展理論分析,并和實驗數(shù)據(jù)對比,分析、比較了一些重要低含液量氣液兩相流模型預(yù)測壓降精度和適用情況,本文推薦低氣速(10m/s)使用FLAT模型;中高氣速(10-20m/s)使用ARS、MARS模型;高氣速(20m/s)使用雙圓模型。在對已有模型做理論研究和數(shù)據(jù)分析對比的基礎(chǔ)上,改進了適用于低氣速的水平界面模型中濕壁分數(shù)計算關(guān)系式,本文將ARS模型、MARS模型中計算濕壁分數(shù)引入FLAT模型中,建立了一個含韋伯數(shù)、弗勞德數(shù)的水平界面模型濕壁分數(shù)計算關(guān)系式。并利用ARS模型計算壓力梯度公式簡化運算步驟。相對于FLAT模型,本文提出的模型預(yù)測結(jié)果和實驗值符合更好。
[Abstract]:With the increase of natural gas demand, the safe transportation of natural gas becomes an important problem. Because part of condensate will be produced in the pipeline during the transportation, the natural gas pipeline flow is a typical two-phase flow with low liquid content. The pipeline size and downstream equipment can be designed correctly only by accurately predicting the flow pressure drop and liquid accumulation in the pipeline. The gas-liquid interface shapes will be different under different operating conditions. The pressure drop calculated by the model based on the gas-liquid interface of different shapes is very different. The establishment of gas-liquid two-phase flow model has important theoretical value and is of great significance to the safety and efficiency of pipeline transportation. Based on the in-depth literature study, this paper introduces the formation and discrimination of the concave interface of liquid accumulation in wet gas pipeline flow, and develops the theory of different interface mechanism models through programming and calculation. In this paper, FLAT model is recommended for low gas velocity (10m/s), ARS model for medium and high gas velocity (10-20m/s), MARS model for high gas velocity (20m/s), and double circle model for high gas velocity (20m/s). On the basis of comparison, the formula for calculating wet wall fraction in horizontal interface model suitable for low gas velocity is improved. In this paper, ARS model and MARS model are introduced into FLAT model to establish a formula for calculating wet wall fraction in horizontal interface model with Weber number and Froude number. Compared with the FLAT model, the proposed model predictions are in good agreement with the experimental values.
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE832

【參考文獻】

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本文編號：2213923