关于油嘴及压降分析(红色重点)

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1、第一节地面流程压降分析及安全控制研究一、过管道压降分析与计算放喷测试过程中，流体在地面流程中的流动可分为“管流”、“节流”（过油嘴）两大种类型。主要存在井口至节流油嘴压降、节流油嘴压降、节流油嘴至三相分离器压降和放喷管线压降与摩阻（拖曳力）。流体在地面管汇中流动，由于沿程摩擦而造成的压降与下列因素有关：管路直径d、管中平均流速八流体密度°、流体动力粘度“、管路长度/、管壁的粗糙度A。BP：。选择d,v,p作为基本单位（用量纲分析），它们符合基本单位制的两点要求，于是：dxvypz4八严/冗Ap冗A/;各物理量的量纲如表2-1所示。表2-1各物理量的量纲物理量(1VP

2、Ap1A量纲LLT~{MT~3mCt~-M[:'厂'L厶首先分析△〃的量纲，因为其分子分母的量纲应该相同，所以:M口厂$二（厶）气厶厂】）＞（MZ；于=Mzr+v-3zr-y由止匕解得-:z=l，y=2,X=0。所以：7T=^―uP其次分析“的量纲，同理有：ML：[T-[=（厶广（LT~'）V4（加屮=M-/?+儿-3◎厂儿由此解得：=1，V4=•，兀4=1。所以：兀4=—^―dvp再分析/的量纲:厶=（厶）气厶厂沪（MZ7沪二去厂用由此解得：？5=°，『5=0，X5=1o所以：兀5=—d再分析A的量纲：L=（L）A6（LT_,）V6（Mr3）Z6=旳“以+皆3%厂

3、”由此解得：z6=0,）；6=0'%6=10所以：兀6=扌将所有的兀值代入公式N=f（①兀2®®即代入：兀二/（龙4兀5龙6），可得：兀=—/-=/（—）vpdvpaa因为水平等直径管屮流体的压力损失:hf=^-。式中：7—不可压缩流体Y的重度。令Rc=单二上Z则有：Y=Pg，hf=^=-f（丄丄*）,因为沿程2“/gRecla损失与管长/成止比，与管径d成反比，故丄可从函数符号中提出。另外，Rc倒d数的函数与雷诺数Re的函数是一个意思，为写成动能形式，在分母上乘以2不会影响到公式的结构，故：=/'（Re,-）-—=Z-—o式中：A=/（Re,-）dd2gd2gd因

4、为管屮流动的压力损失（水平等直径管屮）hf4。而管中的流体重度Y是一定的，所以压降也就取决于管长、管径、流体流速和兄，•其屮几在层流和紊流中的决定因素也是不同的。沿程损失系数兄二/（Re,-）的规律根据尼占拉兹实验曲线可分为五个阻力区d域,如表2—2所示。层流的速度是抛物线的规律，流体在起始段的内摩擦力大于完全扩展了的层A流中的流体的内摩擦力，反映在2上则就是2=—,在类似于液压传动的短管中,Re管中岀现的层流也处于起始段之内，若用A=—计算则只会明显偏低，若用Re4计算会更加准确。层流起始段的长度为L=0.028756/Re,如果/〉厶，则Re起始段的影响可以忽略

5、不计；如果厶，则计算沿程压力损失的公式为：A/v?hf=--—,式中A为实验值（见表2-3）o7Red2g表2—2五个区的范围与兄计算公式阻力区范围2的理论或半经验公式A的半经验公式或层流区层流区Re<2320dRe2=75Re临界区2320

6、VIA=o.l1(-+—)°25dRe粗糙管紊流区d2Re>597(上严A2=——

7、21g(3.7-)]2A2=0.11(-严d备注：半经验公式是建立在混合长度理论及速度分布公式基础上并配合实验数据而得到的，他们准确性较高，但结构较复朵。最末一栏的经验公式准确性较差，但公式简单便于计算。表2-3层流起始段的A值IdRe0.00250.0050.010.01250.0150.020.0250.028875A1221058882.479.1674.3871.569.56实际作业中，为便丁•地面流程压降分析，放喷测试而准确了解油嘴管汇压力,为油嘴和测试孔板的选择提供依据，

8、流程管线尽可能平直，除节流油嘴外流通管径尽可能保持一致，避免过多的变径和变向造成附加压力损失，影响压降分析。二、节流气穴及其防止在（含液）流体中，由于压力降低而出现气泡的现象称为气穴现象。气穴中的气体可以是空气或液体的蒸汽。当液体屮的压力降低到该液体的空气分离压时,气体便从液体中分离出來形成气泡。管道局部收缩或扩张处会产生气穴（如图2.2中的B处），它不仅会缩短管件的寿命而11还会引发气蚀现象。气蚀会使结构表面逐渐腐蚀，剥落成小坑，严重吋会导致地面流程屮弯头、管线、油嘴的刺漏，因此，有必要进行节流气穴及其防止方法研究。图2-2管道局部收缩节流当油液在管中流动时，