水合物漿液流動特性的研究是流動安全保障的核心,但實驗條件和設備的限制,導致通過環(huán)道實驗無法全面掌握流動的信息。利用數(shù)值模擬的方法,可以預測實驗中不可見的信息,豐富實驗數(shù)據(jù),為水合物漿液流動的機理研究提供支撐,從而為海底混輸管線中水合物堵塞的防治提供解決方案。本課題依托多相流課題組的高壓水合物漿液流動環(huán)道實驗,建立了高壓水合物漿液環(huán)道多相流動的直管段模型和彎管段模型。充分考慮水合物漿液和水合物顆粒的特性及相間關系,分別利用TransAT軟件及FLUENT軟件中的歐拉模型和拉格朗日模型對水合物漿液的多相流動進行三維模擬:利用歐拉模型對直管段內(nèi)水合物漿液的多相流動進行模擬,與環(huán)道實驗數(shù)據(jù)對比,選擇合適的粘度模型并驗證了模型的可靠性;同時,分析了水合物漿液入口速度、水合物顆粒入口體積分數(shù)和顆粒粒徑等關鍵因素對水合物漿液多相流動的影響;并嘗試應用水合物模型對漿液流動過程中水合物的相變進行描述。對于環(huán)形管道彎管段內(nèi)水合物漿液的流動情況,利用歐拉模型對漿液的流動阻力特性及顆粒的沉積特性進行預測分析;利用拉格朗日顆粒追蹤模型,從顆粒的角度對水合物在環(huán)形管道彎管段內(nèi)的沉積機理進行探索。另外,根據(jù)模擬情況,對TransAT軟件與FLUENT軟件在水合物漿液多相流動數(shù)值模擬方面的適用性做出評價。
【學位單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE832

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