本文關(guān)鍵詞：地面輸氣管道防積液渦流裝置流場數(shù)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(yùn)輸過程中,由于地勢、外界溫度、壓力等影響,會使管道內(nèi)滯留大量的積液。為了減少管道內(nèi)的積液,同時(shí)不影響生產(chǎn),應(yīng)用渦流的原理,本文設(shè)計(jì)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(nèi)的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,對渦流裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要研究內(nèi)容如下:(1)通過查閱文獻(xiàn),分析研究了渦流的應(yīng)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(dòng)方程,并進(jìn)行了螺旋衰減流場的壓降理論分析;(2)對輸氣管道內(nèi)渦流裝置的工作機(jī)理進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了渦流裝置的結(jié)構(gòu)及其在管道內(nèi)的安裝方式;(3)通過ANSYS Workbench軟件建立渦流裝置的模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,基于Fluent軟件對加載渦流裝置輸氣管道內(nèi)流體的流場進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了液相體積分?jǐn)?shù)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(dòng)規(guī)律等;(4)采用正交試驗(yàn)的方法,通過正交試驗(yàn)制表標(biāo)準(zhǔn)制定了渦流裝置結(jié)構(gòu)尺寸因素的正交表,通過Fluent軟件對管道內(nèi)流體的流場進(jìn)行數(shù)值模擬,優(yōu)化設(shè)計(jì)渦流裝置的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),得到渦流裝置的最佳結(jié)構(gòu)尺寸的組合;(5)將優(yōu)化得到的最佳結(jié)構(gòu)尺寸的渦流裝置加載到輸氣管道內(nèi),對管道內(nèi)的流體進(jìn)行流場的數(shù)值模擬,基于Fluent模擬的結(jié)果,分析流體的速度、壓力以及液體體積分?jǐn)?shù)等因素的變化規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：渦流裝置 數(shù)值模擬 平均截面持液率 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xiàn)狀10-11
• 1.3 渦流的研究概況11-12
• 1.4 國內(nèi)外渦流工具的研究與應(yīng)用12-13
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)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(jié)構(gòu)及工作原理15-16
• 2.1.1 渦流裝置結(jié)構(gòu)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(shù)與結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)16
• 2.3 渦流裝置渦流的產(chǎn)生機(jī)理16
• 2.4 渦流裝置的理論研究16-25
• 2.4.1 渦流湍流的運(yùn)動(dòng)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(jìn)口處液滴的受力分析20-21
• 2.4.4 液滴離開渦流裝置時(shí)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(jì)算23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 防積液渦流裝置流場數(shù)值模擬與分析26-38
• 3.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)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(dòng)模型27-29
• 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)力模型（RSM）28-29
• 3.3 幾何模型的建立及模擬參數(shù)29-31
• 3.3.1 幾何模型的建立及流域網(wǎng)格的劃分29-30
• 3.3.2 計(jì)算模型的選擇30
• 3.3.3 邊界條件30-31
• 3.3.4 數(shù)值模擬介質(zhì)物性參數(shù)31
• 3.4 湍流參數(shù)的計(jì)算31-32
• 3.5 數(shù)值模擬結(jié)果與分析32-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第四章 渦流裝置結(jié)構(gòu)尺寸的正交試驗(yàn)38-48
• 4.1 正交試驗(yàn)簡介38
• 4.2 正交試驗(yàn)的特性38
• 4.3 安排正交試驗(yàn)的步驟38-39
• 4.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)39-41
• 4.4.1 確定因素水平39-40
• 4.4.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)40-41
• 4.4.3 試驗(yàn)指標(biāo)的選擇41
• 4.5 正交試驗(yàn)方案分析及優(yōu)化結(jié)果41-47
• 4.5.1 正交試驗(yàn)方案41-42
• 4.5.2 正交試驗(yàn)的極差分析42-43
• 4.5.3 工具的結(jié)構(gòu)參數(shù)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(shù)值模擬研究45-47
• 4.6 本章小節(jié)47-48
• 第五章 優(yōu)化結(jié)果的模擬研究48-59
• 5.1 防積液渦流裝置直管段內(nèi)氣液兩相流的數(shù)值模擬結(jié)果與分析48-54
• 5.1.1 不同進(jìn)口流速下直管段內(nèi)數(shù)值模擬結(jié)果與分析48-52
• 5.1.2 不同進(jìn)口含液率直管段內(nèi)的數(shù)值模擬結(jié)果與分析52-54
• 5.2 不同角度上傾管路的數(shù)值模擬分析54-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-60
• 6.1 主要結(jié)論59
• 6.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文64-65

【相似文獻(xiàn)】

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