三种节流元件湿气节流特性分析 优先出版.pdf

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1、低温与超导制冷技术Cryo．＆Supercond．第44卷第12期ＲefrigerationVol．44No．12三种节流元件湿气节流特性分析1121寇杰，冯若曦，劳伟，莫际本(1．中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，青岛266580;2．胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司，东营257000)摘要:湿气的节流机理和影响因素以及不同节流元件的节流特点是选择湿气生产过程中节流元件的理论依据。为提高湿气的生产效率，减少水合物生成，文中对Laval喷管、孔板和板阀进行结构设计，并利用FLUENT软件进行数值模拟和理论分析，通

2、过研究不同工况下的湿气节流流场，得出不同影响因素对于节流压力场与温度场的影响。分析不同节流元件的节流特点，总结出不同元件适用的工况范围。关键词:湿气;Laval喷管;孔板;板阀;数值模拟DOI:10．16711/j．1001－7100．2016．12．017Ｒesearchofwet－gasflowcharacteristicsthroughthreekindsofchokes1121KouJie，FengＲuoxi，LaoWei，MoJiben(1．CollegeofPipelineandCivilEngineeri

3、ng，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China;2．ShengliOilFieldLumingOilandGasExplorationandDevelopmentCo．，Ltd．，Dongying457000，China)Abstract:Basedonthethrottlemechanism，characteristicsandinfluencefactorsofwetgases，athrottleelementischosenduringproductionofw

4、etgasessoastoimproveefficiencyandreducehydrateformation．Inthispaper，thestructureofLavalnoz-zle，orificeandslidevalveweredesigned，andthenumericalsimulationbyFLUENTwasperformed．Throughstudyingthediffer-entconditionsofwetgasthrottlingflowfield，theauthorfoundtheinflu

5、encetothethrottlepressurefieldandtemperaturefield．Byanalyzingdifferentthrottlingelements，theauthorgottheoperationconditionsofthosedifferentelements．Keywords:Wetgas，Lavalnozzle，Orifice，Slidevalve，Numericalsimulation1引言流温降和节流压降预测变得困难。正确预测气嘴湿气节流，对于天然气的开采和输送具有十分重湿气是

6、气液两相流的一种特殊形态，普遍存要的意义。在于天然气生产过程中。ISO11583号技术报告天然气工业中使用较为广泛的节流元件有Laval喷管、孔板、阀门等。采取节流降压时，会引中定义，在气液两相流中气相体积分数大于95%的即为湿气［1］。而在英国北海油田的定义中，质起温度的迅速降低，可能会产生水合物，因此需要［2］加热系统或者加入水合物抑制剂及相应的回收系量含气率大于0．5的气液两相流即为湿气。理统，从而增加了成本。综上所述，在保证压降的情想的湿气呈雾状，液相以液滴的形式以离散的方况下，为了减小温降，选择适当的节流元件

7、对气井式存在于气相中。在实际的管道中，液滴重力与的生产效果和开发效果起着关键性的作用。液滴表面张力使得一部分液相介质附着于管壁，［3］形成连续的环状液膜。由于井口压力较高，为2结构设计了使压力达到可以输送的范围通常采用节流的方式。气体通过气嘴后，将产生急剧的压降和膨胀本文选取了Laval喷管、孔板及板阀3种节［4］的现象，流速升高，焓值前升后降。与单相节流元件进行对比分析。Laval喷管包括入口段、渐流相比，湿气节流机理更加复杂，水的存在使得节缩段、喉部及扩张段4个部分。喷管入口段直径收稿日期:2016－09－21基金

8、项目:国家自然科学基金项目(51574272)。作者简介:寇杰(1969－)，男，博士，教授，主要研究方向:多相管流及油气田集输技术、油气储运系统安全工程、油气长距离管输技术。第12期制冷技术Ｒefrigeration·83·D1=32mm，长度L1=30mm;渐缩段采用维托辛斯较复杂，存在激波等流动，雷诺数属于湍流流动范［5－6