油气混输管道流动特性研究

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1、39油气混输管道流动特性研究油气混输管道流动特性研究摘要在石油工业中，通常石油和天然气是一同生产出来并以混合物的方式进行输送。混合物在管路中流动时，不同参数的变化，形成许多不同的流型。不同的两相流态具有不同的动力学和传热特性，因而进行流态分析对两相流的理论研究与参数测量非常重要。本篇论文主要介绍了气液两相流型的分类以及主要的研究方法，利用数值模拟软件FLUENT对管道内气液两相流态进行模拟分析。参照对两相流动的特点的分析，分析FLUENT软件中多相流模型的使用特点，选定了用于模拟多相流在管道中流动的模型—

2、—VOF模型。采用非稳态、隐式分离求解算法进行数值计算，对管道内流型进行分析。模拟结果表明：VOF模型可以用来模拟多相流流型中的分层流、波浪流、气泡流、气团流、段塞流以及环状流；液量不变、气量增加条件下以及气量不变、液量减少条件下流型的变化趋势与理论分析相同。将油气两相模拟结果与Bfill流型图进行对比可知基本吻合。关键词：两相流，流型，数值模拟，FLUENT39油气混输管道流动特性研究StudyonFlowPatternofTwophaseFlowOil-gasMixturePipesABSTRACTI

3、nthepetrolemnindustry，oilandnaturalgasaregenerallyproducedatthesametimeandsentintheformofmixture．Whenthemixtureflowsinpipeline，differentflowpatternswillbeformedvaryingwithvariousparameters’changes．Thedynamicsandheattransfercharacteristicisdifferentfordiff

4、erentflowpatternsofmultiphaseflow．Thereforeitisveryimportanttostudytheflowregimesforthetheoreticalresearchofmultiphaseflowandthemeasurementofparameters．Paperintroducestheflowpatternsofoil—gasflowaswellasthemajorresearchmethod，andsimulatetheflowregimesinpi

5、pelinewithnumericalsimulationsoftwareFLUENT．ThroughanalyzingthecharacteristicsofmultiphaseflowandthefeaturesofuseofthemultiphasemodelsinFLUENT，theVOFmodelisselectedtosimulatetheflowregimesofmultiphaseflowinpipe．Paperusestheunsteady，implicit，segregatedslov

6、ertocarryoutthenumericalcalculationanddoesthequalitativeanalysisfortheflowpatternsinpipes．ThesimulationresultsshowthatVOFmodelcanbeusedtosimulatethestratifiedflow,stratifiedwavyflow,bubbleflow,plugflow,slugflowandannularflow．Undertheconditionthatgasflowin

7、creasesorliquidflowreduces，changesoftheflowpatternarethesameasexperimentconclusions．Comparingoil-gasflowwiththeBrillFlowPatternfigure，weknowthatitisapproximatelyconsistentrespectively．KEYWORDS：Two-phaseFlow,FlowPattern，NumericalSimulation，FLUENT39油气混输管道流动

8、特性研究目录摘要IStudyonFlowPatternofIITwophaseFlowOil-gasMixturePipesIIABSTRACTII第一章绪论31.1背景及研究目的和意义31.2本课题领域的研究概况31.2.1气液两相流动特性的研究31.2.1.1气液两相牛顿流体流动特性研究41.2.1.2油气两相非牛顿流体流动特性研究51.3技术路线和理论依据7第二章流体动力学数值模拟82.1数值计算软件的选取82.2多相流