【摘要】：嚴重段塞流形成時,空氣-水立管系統(tǒng)的壓力和管內(nèi)瞬時流量等參數(shù)大幅波動,不僅對下游設備造成沖擊,而且容易導致管道劇烈振動等危害,準確計算嚴重段塞流瞬態(tài)流動參數(shù)是評估其危害的基礎�；跉怏w、液體連續(xù)性方程與混合動量方程建立嚴重段塞流瞬態(tài)數(shù)學模型,詳述數(shù)值積分方法,對立管試驗裝置中的嚴重段塞流現(xiàn)象進行數(shù)值模擬,并對模擬結果進行了驗證。數(shù)值積分中,采用向后歐拉格式進行預報,梯形法校正;采用變時間步長以提高計算效率且保證精度;開展室內(nèi)試驗,并將嚴重段塞流循環(huán)周期、立管底部壓力的試驗結果與模擬結果進行了對比;將氣、液流速和含氣率等瞬態(tài)流動參數(shù)的模擬值與Fluent軟件的計算結果進行了對比。結果表明:該數(shù)學模型和數(shù)值方法能夠較好地計算典型嚴重段塞流的瞬態(tài)流動參數(shù),有利于嚴重段塞流危害的準確評估。
[Abstract]:When the serious slug flow is formed, the pressure of air-water riser system and the instantaneous flow rate in the pipe fluctuate greatly, which not only impacts the downstream equipment, but also easily leads to the severe vibration of the pipeline. Accurate calculation of transient flow parameters of severe slug flow is the basis for evaluating its hazard. Based on the gas, liquid continuity equation and mixed momentum equation, the transient mathematical model of serious slug flow is established, and the numerical integration method is described in detail. The numerical simulation of the serious slug flow phenomenon in the tube test device is carried out, and the simulation results are verified. In numerical integration, backward Euler scheme is used to forecast, trapezoidal method is used to correct it, and variable time step is used to improve calculation efficiency and ensure accuracy. Laboratory tests were carried out, and the experimental results of the cycle of severe slug flow and the bottom pressure of riser were compared with the simulation results, and the simulated values of transient flow parameters such as gas, liquid velocity and gas content were compared with the results of Fluent software. The results show that the mathematical model and numerical method can be used to calculate the transient flow parameters of typical severe slug flow, which is beneficial to the accurate assessment of the damage of severe slug flow.
【作者單位】： 西南交通大學力學與工程學院;中國石油大學(華東)儲運與建筑工程學院;中煤科工集團重慶設計研究院有限公司;
【基金】：國家自然科學基金資助項目“立管內(nèi)氣液兩相流動與海洋環(huán)境共同誘發(fā)立管振動耦合研究”,51404290
【分類號】：TE95

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本文編號：2345083