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Experimental investigation of tubing collar's influence on hydrodynamic behavior of annular duct flow

Petroleum Science 2022年第5期19卷 2326-2342页

作者： Yi-Su Zhou Zhong-Wei Huang Zhuang-Zhuang Zhang Tian-Wen Jiang Rui-Yue Yang Ming-He Zhang State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting China University of Petroleum ChangpingBeijing 102249China China University of Petroleum(Beijing) ChangpingBeijing 102249China

Tubing collars’influence on hydrodynamic behavior of annular duct flow has been investigated using Particle Image Velocity(PIV)technology.PIV has become an efficient method for complex transient flows visualization.A water flow loop with two replaceable variable cross-sections(VCS),75-90 mm and 90-110 mm,in a 129 mm inner diameter(ID)pipe was used.The whole field of the variable cross-section annulus(VCSA)was visualized,including forward-facing step(FFS),narrow annulus(NA),and backwardfacing step(BFS)flow.The VCSA ratio and Reynolds(Re)number influence on streamline distribution,velocity distribution,and turbulence intensity were discussed.Results showed that the recirculation is easier to form in BFS than FFS flow under the same condition.The VCSA ratio affects the formation of recirculation zones and the location of the reattachment point.Reynolds number mainly affects BFS flow by influencing the main velocity component-axial velocity.The turbulence intensity is relatively high in BFS than FFS flow and is larger at y/h>1.0 than y/hflow by proper orthogonal decomposition(POD)method.

关键词： Variable cross-section annulus flow Sudden contraction and expansion Hydrodynamic behavior PIV POD

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