管道内油水两相流动研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com化工进展·566·CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2009年第28卷第4期C^．／0《进展与述评‘‘管道内油水两相流动研究进展钱益斌，杨利民(江苏工业学院化学工程系，江苏常州213164)摘要：综述了国内外有关圆管中油水两相流动过程中的流型、相转换的研究现状，并重点介绍了油水垂直两相流中液滴粒径及分布、持液率、压力降计算等方面的研究成果。同时分析了研究中所存在的问题并指出了今后的研究方向，为进一步开展油水两相流研究提供相关参考。关键词：油水两相流；相转换；液滴粒径分布；持液率；压降中图分类

2、号：O359文献标识码：A文章编号：1000—6613(2009)04—0566—08Researchadvancesinoil-watertwo—-phaseflowQIANYibin，YANGLimin(DepartmentofChemicalEngineering，JiangsuPolytechnicUniversity，Changzhou213164，Jiangsu，China)Abstract：Researchresultsofflowpatternsandphaseinversionofoil·-watertwo·-phaseflowintubesarer

3、eviewed．Theresearchadvancesinhydrodynamiccharacteristicsofoil—waterflowinaverticalpipe，suchasdropsizedistribution，holdup，pressuredrop，areparticularlysummarized．Theexistingproblemsintheresearchareanalyzedandtheresearchfrontiersforfurtherstudyonoil··watertwo·-phaseflowarealsopresented．Key

4、words：oil—waterflow：phaseinversion；dropsizedistribution；holdup；pressuredrop多相流是‘门只有数十年历史的新兴科学，是近年来，海上油田开发混输管网的应用、新型反在流体力学、传热传质学、物理化学、燃烧学等科应器和分离器的研发等亟需对油水两相流的流动学基础上发展起来的。在能源、动力、石油化工、特性有进一步的认识。因此，研究油水两相流在核能、制冷、航天等丁业部门中有广泛用途，发展管道中的流动规律有着重要指导意义。本文作者迅速。白20世纪60年代以来，核电站、航天工业、重点了介绍圆管内油水两相流的流型、以

5、及油水动力工业以及化学工业中，应用了大量的水气、油两相垂直流的流动特性，并对油水两相流的研究气及油水等两相流动；采矿工业应用了大量的气液、和应用前景进行了展望。液固和液液等两相流技术；石油化工应用了气液固、1油水两相流流型及相转换气液液等三相流动技术。这些都大大促进了多相流科学的发展。在油水两相流中，由于两相问的物理性质(如在石油工业中，由于地层中含有一定量的水，密度、黏度、界面张力等)以及流动条件(如管道并挟带天然气，在石油开采过程中会一起进入管结构、形状流速等)的差异，流体内部会呈现各种道形成油气水相流。随着油井开采深度的增加，不同的几何分布，这种流体流动时的内部

6、形态和结天然气含量逐渐减少，而水相的含量逐渐增加，更多以油水两相流为主。事实上，国内的许多油收稿日期；2008一O9—02；修改稿日期：2008—10—31。第一作者简介：钱益斌(1982一)，男，硕士研究生。联系人：杨利田已进入开采中后期，2003年全国油田平均含水民，博士，副教授，主要研究多相流及多相流反应分离工程。E—mail量达到84％，部分油田水相含量甚全高达98％。lyang@jpuedu．ca。学兔兔www.xuetutu.com第4期钱益斌等：管道内油水两相流动研究进展·567·构即称为流型。油水两相流在不同流型条件下具有是连续相和分散相发生互相交换，

7、一般混合物流速不同的流体动力学和传递性能，每种流型都有其固较大时(大于2m／s)出现这些分散流。当相比变化有的空间分布特征和流动特性，如压力梯度、持液达到某个临界相比时两种流型就会发生转换，也称率及传质系数等。因此是油水两相流的一个重要研相转换，而相应的相比称为相转换点(phase究方面。影响流型的因素多种多样，主要有油水两inversionpoint，PIP)。当所用油品黏度较高时，在相的体积流率、密度、黏度、界面张力、流动方式一定流动条件下，油水两相流还会出现弹状流、环(并流或逆流)、管道的管径大小、几何形状、管道状流等其它流型J。方向、各相的引