基于CFD的海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流數(shù)值模擬
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【摘要】:利用CFD軟件Fluent建立二維全尺寸仿真模型,對(duì)立管實(shí)驗(yàn)裝置中的嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究。模擬方法中,采用液體體積函數(shù)(volume of fluid,VOF)法追蹤氣液界面;將長(zhǎng)距離海底管道等效為箱體,以提高計(jì)算效率。模擬出了立管系統(tǒng)中的四種流型:典型嚴(yán)重段塞流(SSI)、嚴(yán)重段塞流II(SSII)、過(guò)渡流型(SST)和穩(wěn)定流動(dòng);并對(duì)這四種流型的模擬結(jié)果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后,對(duì)典型嚴(yán)重段塞流的瞬態(tài)流動(dòng)特性進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明:采用數(shù)值模擬方法計(jì)算效率高,可準(zhǔn)確模擬嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象,為長(zhǎng)距離立管系統(tǒng)中嚴(yán)重段塞流研究提供了切實(shí)可行的模擬方法。模擬工況下,氣液噴發(fā)的瞬時(shí)質(zhì)量流量可達(dá)入口的2.5倍以上,氣液平均流速可達(dá)入口的4.5倍以上,其瞬態(tài)流動(dòng)特性的分析對(duì)嚴(yán)重段塞流危害的準(zhǔn)確評(píng)估有重要意義。
【作者單位】: 中國(guó)石油大學(xué)(華東)儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院;中國(guó)石油大學(xué)(華東)山東省油氣儲(chǔ)運(yùn)安全省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司;
【關(guān)鍵詞】: 海洋立管系統(tǒng) 嚴(yán)重段塞流 流型圖 計(jì)算流體力學(xué) 數(shù)值模擬
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51404290)資助
【分類號(hào)】:TE95
【正文快照】: 在海洋石油開采中,油氣混輸是一種較為經(jīng)濟(jì)的輸送方式。石油和天然氣混合物經(jīng)海底起伏管路進(jìn)入立管輸送至海上生產(chǎn)平臺(tái)進(jìn)行處理。當(dāng)氣液兩相流通過(guò)立管系統(tǒng)時(shí),流體密度、壓力等參數(shù)隨時(shí)間變化。而當(dāng)氣液流量較小時(shí),下傾管路內(nèi)氣液分層流動(dòng),液體在立管底部不斷累積,堵塞管道形
【相似文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):588175
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