预测气液两相分层流界面剪切应力的新方法

作     者：郑平 赵梁 刘永铭 Zheng Ping;Zhao Liang;Liu Yongming

作者机构：辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001 四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610207 

出 版 物：《西南石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition))

年 卷 期：2015年第37卷第6期

页      面：119-126页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0820[工学-石油与天然气工程] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0708[理学-地球物理学] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 082003[工学-油气储运工程] 0814[工学-土木工程] 

主　　题：气液两相分层流 CFD 界面摩擦因子 界面剪切应力 剪切滑移壁面模型 

摘      要：针对水平管气液两相分层流界面剪切应力的预测,建立了基于计算流体力学(CFD)方法的剪切滑移壁面模型,即将气液界面处理为固定的具有均匀剪切应力的水平滑移壁面。利用FLUENT软件模拟了气相流动,气液界面采用剪切滑移壁面边界条件,通过对比实验测量的气相流场分布得到气速和界面剪切收敛值,并由收敛值拟合得到界面摩擦因子与气相雷诺数的关联式。应用这一关联式的预测结果与实验间接测量值吻合较好,并且在气、液相雷诺数9 400≤ReG≤50 000和21 000≤Re_L≤30 000范围内优于Taitel和Dukler与Sidi-Ali和Gatignol模型。表明剪切滑移壁面模型可以有效地控制关键参数,提高预测效率和精度,为CFD方法预测气液两相分层流界面剪切应力提供了新的思路。