本文關鍵詞：地面輸氣管道防積液渦流裝置流場數值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣管道運輸過程中,由于地勢、外界溫度、壓力等影響,會使管道內滯留大量的積液。為了減少管道內的積液,同時不影響生產,應用渦流的原理,本文設計了地面輸氣管道渦流裝置,并對氣液兩相流體在裝有渦流裝置管道內的流場進行了數值模擬分析,對渦流裝置進行了優(yōu)化設計,主要研究內容如下:(1)通過查閱文獻,分析研究了渦流的應用及其原理,建立了地面輸氣管道防積液渦流裝置的渦流流動方程,并進行了螺旋衰減流場的壓降理論分析;(2)對輸氣管道內渦流裝置的工作機理進行了分析,設計了渦流裝置的結構及其在管道內的安裝方式;(3)通過ANSYS Workbench軟件建立渦流裝置的模型并進行網格劃分,基于Fluent軟件對加載渦流裝置輸氣管道內流體的流場進行數值模擬,分析了液相體積分數分布規(guī)律、壓力分布規(guī)律、軸向速度分布規(guī)律和渦流流動規(guī)律等;(4)采用正交試驗的方法,通過正交試驗制表標準制定了渦流裝置結構尺寸因素的正交表,通過Fluent軟件對管道內流體的流場進行數值模擬,優(yōu)化設計渦流裝置的結構尺寸參數,得到渦流裝置的最佳結構尺寸的組合;(5)將優(yōu)化得到的最佳結構尺寸的渦流裝置加載到輸氣管道內,對管道內的流體進行流場的數值模擬,基于Fluent模擬的結果,分析流體的速度、壓力以及液體體積分數等因素的變化規(guī)律。
【關鍵詞】：渦流裝置 數值模擬 平均截面持液率 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE973
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 課題研究背景7-8
• 1.2 天然氣管道輸送的研究概況8-11
• 1.2.1 天然氣管道輸送的發(fā)展概況8-10
• 1.2.2 氣液兩相流管道輸送的研究現狀10-11
• 1.3 渦流的研究概況11-12
• 1.4 國內外渦流工具的研究與應用12-13
• 1.5 本文的研究內容及創(chuàng)新點13-15
• 第二章 地面輸氣管道渦流裝置渦流理論研究15-26
• 2.1 渦流裝置的結構及工作原理15-16
• 2.1.1 渦流裝置結構組成15
• 2.1.2 渦流裝置的工作原理15-16
• 2.2 渦流裝置工況參數與結構尺寸參數16
• 2.3 渦流裝置渦流的產生機理16
• 2.4 渦流裝置的理論研究16-25
• 2.4.1 渦流湍流的運動方程16-18
• 2.4.2 渦流衰減規(guī)律18-20
• 2.4.3 地面輸氣管道渦流裝置進口處液滴的受力分析20-21
• 2.4.4 液滴離開渦流裝置時離心力方程21
• 2.4.5 地面輸氣管道渦流裝置渦流衰減流場壓降理論研究21-23
• 2.4.6 地面輸氣管道防積液渦流裝置渦流持續(xù)距離理論計算23-25
• 2.5 本章小結25-26
• 第三章 防積液渦流裝置流場數值模擬與分析26-38
• 3.1 計算流體動力學簡介26-27
• 3.1.1 FLUENT概述26
• 3.1.2 ANSYS Workbench簡介26-27
• 3.2 地面輸氣管道渦流裝置的湍流流動模型27-29
• 3.2.1 標準的k-ε模型27
• 3.2.2 帶修正的Realizable k-ε模型27-28
• 3.2.3 雷諾應力模型（RSM）28-29
• 3.3 幾何模型的建立及模擬參數29-31
• 3.3.1 幾何模型的建立及流域網格的劃分29-30
• 3.3.2 計算模型的選擇30
• 3.3.3 邊界條件30-31
• 3.3.4 數值模擬介質物性參數31
• 3.4 湍流參數的計算31-32
• 3.5 數值模擬結果與分析32-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第四章 渦流裝置結構尺寸的正交試驗38-48
• 4.1 正交試驗簡介38
• 4.2 正交試驗的特性38
• 4.3 安排正交試驗的步驟38-39
• 4.4 正交試驗設計39-41
• 4.4.1 確定因素水平39-40
• 4.4.2 試驗方案設計40-41
• 4.4.3 試驗指標的選擇41
• 4.5 正交試驗方案分析及優(yōu)化結果41-47
• 4.5.1 正交試驗方案41-42
• 4.5.2 正交試驗的極差分析42-43
• 4.5.3 工具的結構參數對渦流裝置的影響規(guī)律研究43-45
• 4.5.4 理論分析優(yōu)選出的渦流工具數值模擬研究45-47
• 4.6 本章小節(jié)47-48
• 第五章 優(yōu)化結果的模擬研究48-59
• 5.1 防積液渦流裝置直管段內氣液兩相流的數值模擬結果與分析48-54
• 5.1.1 不同進口流速下直管段內數值模擬結果與分析48-52
• 5.1.2 不同進口含液率直管段內的數值模擬結果與分析52-54
• 5.2 不同角度上傾管路的數值模擬分析54-57
• 5.3 本章小結57-59
• 第六章 總結與展望59-60
• 6.1 主要結論59
• 6.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文64-65

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1 ;蒙西輸氣管道初步設計通過評審[J];石油學報;2002年03期

2 韓波,楊雙華,安貴林;建立輸氣管道長效保護機制強化輸氣管道保護工作[J];天然氣勘探與開發(fā);2004年04期

3 王毅輝;用失效評定圖技術評定付納線輸氣管道的安全性[J];天然氣工業(yè);2000年04期

4 徐中全;輸氣管道站內分離器的選擇[J];油氣儲運;2000年09期

5 孫興祥;輸氣管道投產初期的運行安全管理[J];油氣儲運;2001年05期

6 李小瑜,李小紅,高軍寶;輸氣管道熱連接的設計計算[J];油氣儲運;2002年03期

7 姚偉;陜京輸氣管道采用國際先進檢測技術的重要性[J];油氣儲運;2002年10期

8 姜篤志,宮敬;復雜輸氣管道穩(wěn)定運行分析方法[J];油氣儲運;2003年09期

9 閻光燦,謝箴;國外輸氣管道建設的一些新作法[J];天然氣與石油;2004年02期

10 張永興;輸氣管道挖泥船水下成溝法河流穿越[J];油氣儲運;2004年06期

中國重要會議論文全文數據庫 前9條

1 李宏生;王彥歌;;高壓輸氣管道設計優(yōu)化淺析[A];土木建筑學術文庫(第14卷)[C];2010年

2 李晶;楊建明;賈勇;王磊;;輸氣管道放空天然氣回收方案探討[A];四川省環(huán)境科學學會2012年學術年會論文集[C];2012年

3 李海勝;劉冬歡;尚新春;;淺埋輸氣管道落石沖擊響應的數值模擬與實驗研究[A];北京力學會第19屆學術年會論文集[C];2013年

4 翟建軍;尹崇祿;林發(fā)布;魏中磊;張伯寅;林竹;張麗萍;秦延龍;楊曉鴻;;長輸氣管道采用內壁覆蓋層減阻試驗研究[A];自然、工業(yè)與流動——第六屆全國流體力學學術會議論文集[C];2001年

5 萬夫;周兆明;周詠琳;;不同體積巖石對埋地輸氣管道撞擊的數值計算[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術會議（SCCM8）論文集[C];2010年

6 王佐強;劉極莉;李罡珊;周丹丹;;高壓海底輸氣管道塑性斷裂止裂研究及應用[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集(下)[C];2011年

7 張建文;雷達;;輸氣管道泄漏噴射火熱輻射危害分析[A];中國職業(yè)安全健康協會2011年學術年會論文集[C];2011年

8 王磊;鄧清祿;;滑坡作用對輸氣管道危害的靜力學分析[A];2010年全國工程地質學術年會暨“工程地質與海西建設”學術大會論文集[C];2010年

9 鄭健;曾祥國;姚安林;劉衛(wèi)國;;渦激升力作用下高壓輸氣管道斷裂參量研究[A];四川省力學學會2010年學術大會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 通訊員　張世強;澀寧蘭輸氣管道有望年底實現零占壓[N];中國石油報;2006年

2 通訊員 劉計超;港北輸氣管道更新項目投產[N];中國石油報;2007年

3 記者　毛竹 通訊員　王化躍;湘衡輸氣管道湘江穿越工程竣工[N];中國石油報;2006年

4 甄俊華邋特約記者 吳翌;蘭銀管道與澀寧蘭管道實現不停輸對接[N];中國石油報;2007年

5 肖輝;中俄將在新疆邊境建輸氣管道[N];現代物流報;2006年

6 張艷;中緬跨境輸氣管道開始籌建[N];中華建筑報;2008年

7 記者 王志田　通訊員 邊龍;慶哈慶齊輸氣管道通過驗收啟動運行[N];中國石油報;2009年

8 通訊員 閆靖靖　陸恒立 侯濤;寶漢輸氣管道防雷檢測順利完成[N];中國氣象報;2010年

9 特約記者 李文清;馬冷輸氣管道打火開焊[N];中國石油報;2009年

10 記者 汪亞萍　通訊員 許銀環(huán);大港油田天然氣公司集中治理輸氣管道占壓[N];中國石油報;2011年

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1 張傳平;長距離輸氣管道技術經濟特性研究[D];中國石油大學（北京）;2006年

2 劉保余;輸氣管道內檢測器設計及理論研究[D];中國石油大學;2010年

3 趙洋;輸氣管道漏磁內檢測器速度控制問題研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

4 張紅兵;長距離輸氣管道系統(tǒng)事故診斷技術研究[D];西南石油學院;2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 文斌;四川省輸氣管道安全管理現狀及對策研究[D];西南交通大學;2015年

2 尚曉林;輸氣管道在線內檢測器自驅動系統(tǒng)設計[D];中國石油大學(華東);2014年

3 姚建輝;長距離輸氣管道自控系統(tǒng)設計與應用[D];浙江大學;2015年

4 張伊恒;瀾滄江跨越輸氣管道泄漏燃燒對并行管道的影響研究[D];西南石油大學;2016年

5 付冉;穿越水域輸氣管道懸空段安全評估及防護措施研究[D];西南石油大學;2016年

6 韓曉瑜;穿越地震帶巖鷹山隧道輸氣管道應力分析研究[D];西南石油大學;2016年

7 張荔;地面輸氣管道防積液渦流裝置流場數值模擬研究[D];西安石油大學;2016年

8 姜力;在役輸氣管道風險管理技術研究[D];西南石油大學;2007年

9 羅歡;高壓輸氣管道泄漏危險性分析及后果模擬[D];西南石油大學;2015年

10 田克迎;澀北—西寧—蘭州輸氣管道復線工程項目風險管理研究[D];蘭州大學;2011年

  本文關鍵詞：地面輸氣管道防積液渦流裝置流場數值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：364705