研究低液量气液两相流在水平管道

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1、.低液量水平管气液流动研究气液两相流在油气流体输送中广泛存在。湿天然气管道是在近水平状态可较准确预测持液率，同时可更好地预测压力损失的下游加工装置。最重要的参数是管道的形状（管径和方向），气体和液体的物理性质（密度，粘度和表面张力）和流动条件（速度，温度和压力）。两相流模式通常应用在近水平管道低液量条件下的分层流和环状流。低液量通常指液量小于1100米3/米3毫米（200桶/标准立方英尺）。目前利用低液量气液在向下倾斜1°的管道流动来进行气液两相流研究。测量参数包括气体流量，液体流量、压力、压差、温度、持液率、管湿周，液膜流速、液滴夹带率和液滴

2、沉积率。在低流速和液体负荷大于600米3/米3毫米空气流中观察到一个新的现象：持液量随气速的增加。为了研究对流动的液体性质的影响，Meng对气液两相流实验结果与空气流量的结果进行比较。（1999，“低液量水平管气液两相流”博士论文，美国塔尔萨。）[DOI：10.1115/1.1625394]简介气液两相流广泛存在于油气流体输送。大部分的输油管道非常近水平位置。本研究的是调查、研究低液量气液两相流在水平管道的流动。测试设备用于水平和近水平管低液量气液两相流研究的室内试验设施。测试流程环。压缩空气作为气相。经过计量，将水和压缩空气送入混合管，混合管

3、里的水与压缩空气相结合，形成一个气液两相混合物。通过试验段后，混合物进入分离器。试验段采用透明亚克力管。管道的内径是50.8毫米-2in。试验段设置32psig的压力安全阀保护。试验段为19m(62英尺)长，包括10.6m（35英尺）长（L/D5210）的开发部。图1显示了低液量两相流装置示意图。...图1低液两相流装置示意图仪器仪表和数据采集。独立的测试参数包括在天然气计量段的气体和液体的流速和压力和温度。相关参数如下：混合气的压力和温度、液滴夹带分数、总的持液率和压力降。一部分的测试和仪表示意图在图2中给出了。图2测试仪器装置示意图除膜装置

4、（图3）安装测量液滴夹带率、沉积速率。在该装置中，液体膜沿管壁通过管段两缺口。第一间隙测量液膜流动率。气体段塞推动液滴持续运动。总液滴流量可以由物料平衡式计算出。第二间隙可测量液膜在一个已知的长度较短的管段的沉积流量。用来描述环状流的液膜的周向分布是一个重要参数。液体的湿周长要从管外测量。本研究采用基于苹果机的数据采集系统。使用Labview™（3.1版本）数据采集软件。该软件采集数据的速度可达10样本/秒，每次测试数据采集可持续大约两分钟。...图3液体去除装置示意图实验范围。允许气体表观流速为5～25米/秒，液体流量变化范围从300到180

5、0m3/MMm3，相应的表观流速变化范围从0.0018米/秒到0.046米/秒。系统压力通过气阀控制保持在3.5-6psig。仪器的校准和不确定性仔细校准数据收集之前所有的电子仪器。测量数据的不确定性，在表1中描述。表1设备的校准和测量数据的不确定性实验结果与讨论Meng以前的研究是以矿物油作为液体和空气作为气相在低液量流回路进行。通过空气油流观察到一个奇怪的现象：在高气速（环状流），液膜流速、持液量和压力梯度随液体流速的增加而增加。...气液两相流数据收集。气液两相流的数据进行处理，并与气油两相流数据比较[1]。低液量油气流量研究。图4显示M

6、eng研究Taitel和Dukler[2]在-1°倾角下的流型图并搜集倾斜角下的实验数据。利用FLOPAT生成流型图，开发基于Taitel和Dukler模型的TUFFP程序。测得的表观流速下的作图液体流量如图5参数的表观气速。气油两相流中持液量随气体表观流速的增加减小。图4-1°倾角下的流型图并搜集倾斜角下的实验数据图5对于油气两相流的持液率...图6气油两相流中压降梯度与气体表观流速关系在高表观气速（大于24m/s）时观察到的是一个很奇怪的现象。表观液速度从0.02米/秒至0.053米/秒（液体流量900-2000m3/MMm3）增加时，持液

7、率和液膜流动率会跟着减少。在油气两相流和数据的不同表面的气体和液体的速度压力梯度测量绘制在图6。在表观气速20米/秒以上，压力梯度急剧增加。相比之下，单相气体流场的压力梯度也绘制。少量液体的存在增加了压力梯度较大。增加液体负荷对压力梯度的影响是有限的载荷值介于150和1800立方米/mmm3。一个有趣的现象是，压力梯度随液体流量从800增加到了2000立方米/mmm3在表面的液体流速25米/秒降低气速和液滴夹带的增加也被观察到。但在这些案例中持液率非常低。低液量的气水流动研究。观察如下的水气二相流数据。从持液率随表观气速在不同液体负荷的变化中观

8、察到一个有趣的现象。...图7在-1°倾角下的气液两相流实验图8气液两相流压力梯度随气体表观流速图7显示了Taitel和Dukler流型图在-1°倾角