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并联分支管内雾状流均布及优化研究

并联分支管内雾状流均布及优化研究

作者：王丹华山东大学

学位级别：硕士

并联分支管作为将多台板翅式换热器连接起来的设备,在天然气液化冷箱等工业设备中应用广泛,其内部的气液两相流由于物性差异较大,很难均配,会影响设备的安全性和经济性。为了研究雾状流在并联分支管内的流动特性,本文以天然气液化冷箱... 详细信息

并联分支管作为将多台板翅式换热器连接起来的设备,在天然气液化冷箱等工业设备中应用广泛,其内部的气液两相流由于物性差异较大,很难均配,会影响设备的安全性和经济性。为了研究雾状流在并联分支管内的流动特性,本文以天然气液化冷箱中的并联分支管为物理模型,以处于雾状流态的甲烷为工质进行数值模拟,分析了流体物性、流动工况对并联分支管路内流体流动特性的影响,并提出了优化结构,对优化并联分支管内流体流动特性有一定的指导意义。选择适用于雾状流的Mixture模型进行数值计算,分析流体温度对并联分支管内雾状流流动特性的影响规律。发现随温度提高,雾状流在并联分支管单根支管内和整个系统内的流动特性呈现同样的变化规律,在水平流动方向和竖直流动方向的气液分离都减轻,湍流耗散率均增加;单根支管内和多根支管间的液相流量分配都更均匀。用单因素分析法比较甲烷雾状流体的主要物性参数对并联分支管内液相分配的影响,发现单根支管内,随流体温度的提高,液相粘度减小,气液两相之间产生滑移需要的能量减小,液相更容易与气相分离,而气相粘度增加会使滑移减弱,液相密度减小、气相密度增加使两相之间的惯性力减小均有利于流量均配;多根支管间,随流体温度提高,液相粘度的变化对液相流量分配几乎无影响,液相密度、气相粘度和气相密度的变化均利于其液相流量均配,且影响作用依次增大。研究了入口流体的运行工况对并联分支管内雾状流流动特性的影响规律,主管的入口速度增大,两相受惯性力之差增大,并联分支管单根支管内和整个系统内,雾状流在水平流动方向和竖直流动方向的气液分离都加重,湍流耗散率均增加;单根支管内和多根支管间的液相流量分配都更不均匀。液滴粒径增加,气液两相的接触面越小,粘性力减小,并联分支管单根支管内和整个系统内,雾状流在水平流动方向和竖直流动方向的气液分离都加重,湍流耗散率均减小;单根支管内和多根支管间的液相流量分配都更不均匀。液相体积分数增加,两相受惯性力之差增大,并联分支管单根支管内和整个系统内,雾状流在水平流动方向和竖直流动方向的气液分离都略加重,湍流耗散率均减小,但由于液相粘性力作用增加使得单根支管内的液相流量分配几乎没有变化,整个系统支管间的液相流量分配更加均匀。发现上述3种工况参数中,流体入口速度和液滴粒径的变化对并联分支管内雾状流流动特性的影响较大。认识到并联分支管内流体分配不均的机理,将直流支管与侧支管衔接处改为圆弧结构,距离入口越远的圆弧弯曲曲率越小,建立新型并联分支管结构进行数值计算,观察其对并联分支管系统内雾状流流动特性的优化情况,发现并联分支管优化后,雾状流在水平流动方向和竖直流动方向的气液分离、单根支管和多根支管间的液相流量分配以及湍流耗散率均得到明显优化;同时发现距离入口最远的支管内雾状流流动特性的优化程度最小,为进一步优化并联分支管结构指明了方向。通过分析并联分支管圆弧过渡联接结构对不同运行参数下液相流量分配的优化程度,发现从总体的经济性来看,入口速度和液滴粒径较大时,更有必要选用圆弧过渡联接的并联分支管结构。

关键词：并联分支管雾状流数值模拟流动特性

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在气液雾状流中传热分析与实验

山东建筑大学学报 2008年第2期23卷 129-131页

作者：钱焕群徐大坤山东建筑大学热能工程学院山东济南250101

对加热体在气液雾状流中传热过程进行了理论分析与实验研究。通过假设,建立了换热面上液膜的积分方程;应用尺度分析方法,简化获得了传热过程的计算模型。通过与实验结果比较,该计算模型在液滴百分数小于0.6范围内与实验结果非常一致。

关键词：气液雾状流液膜液滴

致密砂岩凝析气藏流动相态变化及渗流规律研究

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致密砂岩凝析气藏流动相态变化及渗流规律研究

作者：杨冉中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

致密砂岩凝析气藏是非常规天然气藏的重要组成部分,在世界范围内分布广泛,具有很高的开采潜力。相比常规凝析气藏,致密砂岩凝析气藏的流动过程更加复杂,其主要运移通道为纳米孔喉,吸附、毛细管力等作用不可忽略,当地层压力降至露点压力... 详细信息

致密砂岩凝析气藏是非常规天然气藏的重要组成部分,在世界范围内分布广泛,具有很高的开采潜力。相比常规凝析气藏,致密砂岩凝析气藏的流动过程更加复杂,其主要运移通道为纳米孔喉,吸附、毛细管力等作用不可忽略,当地层压力降至露点压力以下时,凝析油析出堵塞孔喉,进一步提高了开发难度。因此亟待对致密砂岩凝析气藏衰竭开发过程中的相态变化和渗流规律进行研究,为针对性开发方案的设计提供理论指导。本文通过PVT实验测试了凝析气原始相态参数,利用岩心组分监测实验结合物质平衡计算的方法模拟了储层降压至不同压力阶段滞留组分的变化情况,建立了致密砂岩凝析气藏衰竭开发过程变组分的表征方法,绘制了高、中、低三种含油量凝析气开发过程的动态相图,构建了预测露点压力、最大反凝析压力、最大反凝析量的3个数学模型。而后通过数值模拟结合岩心衰竭实验明确了致密砂岩凝析气藏反凝析分布特征,对传统凝析气藏渗流理论进行了修正,将致密砂岩凝析气藏衰竭开发过程划分为纯气区、雾状流区、可动气不可动油区、可动气可动油区,证实了雾状流的存在,建立了新的致密砂岩凝析气藏流动机理模型。同时对反凝析伤害程度进行了评价,实验结果表明低、中、高含油凝析气渗透率伤害分别为56%、62、66%,裂缝型储层比孔隙型储层高出8%～10%,近井端比远井端高出2%～8%。研究认为实际开采应重视流体组分变化引起的相态变化并据此进行方案的调整,在开发过程中考虑雾状流扩大可有效提高凝析油采收率。上述认识可为实际开发提供参考和指导。

关键词：致密砂岩相态变化流动规律雾状流

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喷管内雾状气液两相流场计算分析

哈尔滨工业大学学报 2010年第9期42卷 1363-1368页

作者：付英杰魏英杰张嘉钟董磊哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,... 详细信息

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,喷管出口处两相速度差异最大;液相出口速度随液滴尺寸减小而增大,气相出口速度随其减小而减小;液相、气相出口速度均随着初始含气率的增大而增大;在超声速流动中,喉部马赫数小于1,喉部面积随初始含气率及液滴尺寸的增大而减小.这将为喷雾发动机性能的研究分析奠定基础.

关键词：雾状流流场分析数值模拟双流体模型热量传递喷管

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气井稳定携液之我见

天然气工业 2015年第6期35卷 59-63页

作者：赵哲军刘通许剑朱江杨逸中石化西南油气分公司工程技术研究院中石化西南油气分公司博士后工作站

业内对于临界携液流量的认识一直都存在着分歧。以Turner、李闽为代表的液滴携液理论观点认为"当气体流速达到一定数值后,液相分散成小液滴被携带走";而以李颖川等为代表的气液两相管流实验模拟者则认为"在气井生产过程中雾状流很难出现... 详细信息

业内对于临界携液流量的认识一直都存在着分歧。以Turner、李闽为代表的液滴携液理论观点认为"当气体流速达到一定数值后,液相分散成小液滴被携带走";而以李颖川等为代表的气液两相管流实验模拟者则认为"在气井生产过程中雾状流很难出现,气井生产基本上是以段塞流为主,液滴模型无法解释气井实际排液情况"。为了还原低压低产气井实际生产状态,基于弗劳德相似准数,以流速相似原理模拟低压、低产井实际生产情况,并开展了相应的实验研究。结果表明:①低压、低产气井实际上存在"上雾+下段塞"混合流动状态;②上部雾状流携液满足液滴模型计算结果,当气相流速高于临界携液流速则上部可连续带液,否则会导致积液段液量缓慢增加;③下部表现为段塞流,当气相流速高于1.95 m/s,则表现为连续流动,气井基本无积液,当气相流速低于0.195 m/s,则表现为难以流动,气井不产液,面临水淹。实验所得结果与气井实际生产情况相当吻合,可以为气井有效开采提供技术支撑。

关键词：临界携液稳定携液气水界面雾状流液滴段塞流物理模拟测试

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2种熵测度在分析流型信号复杂度上的应用

化学工程 2011年第8期39卷 53-56页

作者：周云龙刘旭李洪伟东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012 华北电力大学能源与动力工程学院北京102206

为研究气液二相流动特性,更深地了解气液二相流动,文章利用非线性复杂性测度:近似熵和样本熵,研究了气液二相流的3种流型,泡状流、段塞流和雾状流流型波动信号的复杂度,并对影响算法的容差r和序列长度N进行了讨论。结果表明:泡状流的熵... 详细信息

为研究气液二相流动特性,更深地了解气液二相流动,文章利用非线性复杂性测度:近似熵和样本熵,研究了气液二相流的3种流型,泡状流、段塞流和雾状流流型波动信号的复杂度,并对影响算法的容差r和序列长度N进行了讨论。结果表明:泡状流的熵值最高,段塞流的熵值最低,雾状流的熵值居中,且当序列长度N大于400时,近似熵和样本熵可以很好地识别泡状流、段塞流、雾状流。从计算结果可以看出,泡状流的复杂性最高,雾状流其次,段塞流最低,这说明泡状流的流动情况最为复杂,段塞流的流动最为规律。泡状流随机可变特性表现为熵的高值及振荡特征,段塞流气塞与液塞的间歇性运动表现为熵的低值及平稳性,雾状流极不稳定的振荡运动特性表现为介于泡状流及段塞流之间的熵值特点。

关键词：近似熵样本熵泡状流段塞流雾状流复杂度

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改进风冷螺杆热泵机组的分液器性能实验研究

低温与超导 2008年第3期36卷 37-39页

作者：王志毅陈松潘祖栋浙江理工大学建筑工程学院杭州310018 浙江盾安人工环境设备股份有限公司诸暨311835

风冷螺杆机组冬季风侧换热器作为蒸发器时存在分液不均问题,换热器集气管温度波动,影响制热量。通过实验测试找出原因:翅片换热器上下进风量不均;通过换热器各路铜管的制冷剂质量流量不均。调整换热器管路布置;计算调整混合室的内径获... 详细信息

风冷螺杆机组冬季风侧换热器作为蒸发器时存在分液不均问题,换热器集气管温度波动,影响制热量。通过实验测试找出原因:翅片换热器上下进风量不均;通过换热器各路铜管的制冷剂质量流量不均。调整换热器管路布置;计算调整混合室的内径获得雾状流。通过性能更好的分液器和适当的换热器设计,取得了较好的分液效果,提高了机组制热量。

关键词：分液器风量热泵雾状流

C_2液相加氢用固定床鼓泡反应器的适宜操作区

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大庆石油学院学报 1990年第1期14卷 70-73页

作者：王光维李凤荣翁汉波滕相周付玉琢大庆石油学院石油化工系大庆石油化工总厂研究院

本文以氢气为气相介质、甲苯为液相介质。研究了:气液通过φ39固定床鼓泡反应器时。反应器内流体的流动状态,确定了适宜的操作区,以便应用于碳二液相催化选择性加氢脱炔工艺研究。

关键词：固定床鼓泡反应器鼓泡流脉冲流雾状流碳2 液相加氢

离散液相对涡街流量计测量误差影响的实验研究

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化工自动化及仪表 2009年第1期36卷 60-64页

作者：贾云飞孔德仁南京理工大学机械工程学院南京210094

研究雾状流条件下，离散液相对涡街流量计测量误差的影响。对实验结果的进一步分析表明，均相流模型并不适合于涡街流量计在雾状流中的测量。实验在多相流装置上口径为50mm的水平管段上进行，在保证气相流量不变的条件下，研究了0-0．1... 详细信息

研究雾状流条件下，离散液相对涡街流量计测量误差的影响。对实验结果的进一步分析表明，均相流模型并不适合于涡街流量计在雾状流中的测量。实验在多相流装置上口径为50mm的水平管段上进行，在保证气相流量不变的条件下，研究了0-0．1％液相含率范围内涡街流量计的测量误差，涡街产生的频率值是通过对模拟信号进行傅立叶变换来获取的。利用数值仿真的方法研究了旋涡发生体上涡量场的变化，理论上解释了雾状流中涡街流量计测量误差产生的原因。

关键词：涡街流量计液相含率雾状流均相流测量误差