文丘里管內濕天然氣流動特性研究.pdf

1、濕天然氣流過文丘里管時，由于液相的存在會使壓差值比等量的氣相單獨流過時虛高。目前對文丘里管在濕天然氣測量方面已經做了大量的實驗和理論研究，但對其流動特性依然沒有充分理解。各研究者都是在實驗的基礎上根據均相流和分相流理論建立濕天然氣流量預測虛高模型。但是這些模型沒有考慮濕天然氣的真實流動特性，誤差相對較大且使用范圍受到限制。此外，在進行實驗研究時，由于實驗設備的限制，沒有對液相體積分數較大的濕天然氣進行研究。計算流體動力學（CFD）方法可

2、以克服實驗設備的限制，且精度較高需要的時間較短。因此，本文將采用CFD數值模擬和理論分析相結合的方法對文丘里管內濕天然氣流動特性進行研究。
　　首先，利用Fluent軟件采用標準k-ε湍流模型和離散相（DPM）模型對文丘里管內的濕天然氣進行了數值模擬。經過與英國國家工程實驗室NEL的實驗數據進行對比，數值結果的相對誤差在±5％以內，平均均方根誤差小于2.22%，驗證了CFD方法的正確性。隨后進一步增大液相體積分數進行模擬，獲得了濕

3、天然氣的流場分布云圖、液滴濃度分布云圖和壁面靜壓曲線，并對數值結果進行了分析和討論。
　　然后，以環(huán)狀—霧狀流為基礎建立了文丘里管內濕天然氣靜壓分布模型，并利用Peining Yuetal和挪威SINTEF實驗數據對該模型進行了驗證。與Peining Yuetal的靜壓模型相對誤差為±15%相比，該模型相對誤差在±7%以內，性能有所改進。結果表明影響總壓降的主要因素是加速壓降，其次是摩阻壓降，液滴夾帶壓降的影響相對較小。