【摘要】：油-水兩相流廣泛存在于石油、化工工業(yè)中,因湍流及剪切作用易生成穩(wěn)定的油包水乳狀液。本文在內(nèi)徑25.8 mm,長30.8 m的水平管中對不同粘度范圍的油水兩相流進行了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:采用可視拍攝、局部取樣、顯微拍照和壓差分析等方法對不同粘度范圍油-水兩相流的流型進行了檢測,根據(jù)各流型壓降特性,將其分為兩大類:油主導區(qū)流型與水主導區(qū)流型。油品粘度可以決定流型的種類,三種油品油主導區(qū)流型相同,均為油包水分散流(E w/o)、間歇流(E w/owintermittent)。其中,間歇流壓降梯度波動劇烈,呈類周期性變化。除此之外,水主導區(qū)流型存在一定差別:中粘、高粘油品中未觀察到常見于低粘油流型中的水包油分散流(D o/w),但發(fā)現(xiàn)水包油團分散流(D(E w/o)/w)及環(huán)狀流(Ew/ow core-annular)。此外,油品粘度還會影響流型的轉(zhuǎn)換,油品粘度升高,流型轉(zhuǎn)換的臨界含水率降低。在流型及其轉(zhuǎn)變研究基礎(chǔ)上,分析了不同流動參數(shù)及油品粘度對壓降特性、反相特征與分散流水滴粒徑的影響規(guī)律。結(jié)果表明,流動參數(shù)及油品粘度對壓降特性、反相特征影響的本質(zhì)是其對流型及其轉(zhuǎn)換起作用:流速增大及粘度增加可降低流型轉(zhuǎn)換的臨界含水率,進而促進反相的發(fā)生。相比于油基流,水基流壓降梯度較小,且含水率與溫度對其影響甚微,因此宜采用水基流輸送原油。流動參數(shù)及油品粘度對分散流水滴粒徑影響的本質(zhì)是其對水滴的破裂與聚并起作用:含水率及溫度較高時,油相剪切作用減弱,水滴間的碰撞聚并效應起主導作用,分散水滴索特平均直徑(SMD)較大。流速增大,油相剪切作用增強,SMD變小并趨于穩(wěn)定。當連續(xù)相為油相時,油品粘度較高時分散相水滴粒徑較小。采用因次分析法,關(guān)聯(lián)多相流動、微觀顆粒及非牛頓特性三個因素,提出了一種應用簡單、適用性較強的油包水乳狀液粘度建模方法,只需給出含水率、油相粘度、水滴粒徑,便可準確地得到管流狀態(tài)下的油水兩相混合粘度。這一目標的實現(xiàn),不僅具有重要的工程意義,而且對發(fā)展和完善多相流理論及原油流變學具有十分重要的意義。
【圖文】：

實驗環(huán)道包括＿：：不銹鋼管和透明石＿英管；＿動力與針羹SX元包括１旱螺桿泵＇、質(zhì)量逡逑流量計、溫度傳感器、壓力變送器、差壓傳感器；溫控系統(tǒng)包括：循環(huán)水浴和不銹鋼套逡逑管；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：高速采集卡、計算機和數(shù)據(jù)采集軟件。詳細流程如圖２－１所示。逡逑Ｍ邐邋１０．５ｍ邐？逡逑？邋？６邋Ｖ３逡逑“邐＇邋（２）Ｙ邋＇邐￣邋＾５邐４泛邋了逡逑Ｉ１１邐７今邋Ｉ邋？邋３邐１逡逑，＇、，N邐？邐１＠邋■Ａ邋■，逡逑＠邋＠邋＠邋８邋？邋１０逡逑？邐邋７．０ｍ邋邐Ｘ．＿３．５ｍ￣＾邐？０．５ｍ－＾Ｍ＾＊０．５ｎｒ＾逡逑１－混合攪拌罐２－螺桿泵３－聚出舊壓力表４－翁＿f埣疲擔露卻釁鰨叮沽Ρ淥推麇義希罰睿貉勾釁鰨福該魘⒐埽跡耍乓迪嗷茫茫模保眩道扇⊙爸茫保保薟杉低沖義希鄭傘ⅲ鄭�、｀崍觫｀嵉A(chǔ)ⅲ鄭擔蚍у義賢跡玻笨匚掠退較嗔魘笛橄低呈疽饌煎義希疲椋紓玻卞澹櫻悖瑁澹恚幔簦椋沐澹錚駑澹簦瑁邋澹簦澹恚穡澹潁幔簦酰潁澹悖錚睿簦潁錚歟歟澹溴澹媯歟錚麇澹歟錚錚皰義鮮笛榛返牢翰閭墜軁P構(gòu)，內(nèi)管為直？邋２５．８邋ｍｍ，長３０．８邋ｍ的示銹鋼管道，其中包逡逑括一段內(nèi)徑２５．８邋ｍｍ，長０．５邋ｍ的透明石英管。實驗介質(zhì)在管內(nèi)流動，采甩二甲基鞋油逡逑作為套管內(nèi)溫控循環(huán)介質(zhì)，通過水洛進行精確控溫。整個實驗系統(tǒng)包覆聚氨酯材料，，以逡逑減少散熱《＞由于空間限制，實驗環(huán)道設計為Ｕ型結(jié)構(gòu)，Ｕ型段的半徑為０．４邋ｍ。為了保逡逑證實驗段的嚴格水平，利用水準儀對實驗環(huán)道進行水平校準，使絕對氋程差控制在±５逡逑ｍｍ以內(nèi)。環(huán)道沿線布置５個壓力測V⒆芎停錘鑫露炔怵傅

本文編號：2656047