濕天然氣管道底部彎頭積液特性的數(shù)值研究.pdf

1、在天然氣運(yùn)輸過(guò)程中，由于沿線地形起伏以及溫度、壓力的變化，會(huì)在起伏天然氣管道底部彎頭內(nèi)形成積液。積液的存在影響著整個(gè)集輸管線的安全、高效運(yùn)行。而日益增長(zhǎng)的燃?xì)庀M(fèi)需求，對(duì)于濕氣管線安全、高效的運(yùn)輸提出挑戰(zhàn)。彎頭中的積液被驅(qū)離彎頭最重要的方法就是提高氣體的入口速度，所以為保證輸氣管線安全高效的運(yùn)行，從而研究濕氣管道底部彎頭積液被驅(qū)離平鋪至上傾管段的臨界狀態(tài)以及臨界流速意義重大。
　　本文基于流體力學(xué)基本原理和流體運(yùn)動(dòng)基本控制方程，結(jié)

2、合相關(guān)的低含液率氣液兩相流的理論知識(shí)，運(yùn)用CFD軟件FLUENT對(duì)濕天然氣管道底部彎頭積液被驅(qū)離至上傾管段的入口臨界流速進(jìn)行了數(shù)值模擬。分別研究了臨界狀態(tài)時(shí)不同積液量、不同管路傾角下，臨界狀態(tài)時(shí)的臨界管路壓降、臨界持液率以及臨界上傾段液膜平鋪長(zhǎng)度的變化規(guī)律；積液被驅(qū)離時(shí)的速度場(chǎng)分布以及臨界狀態(tài)時(shí)的氣液相界面形態(tài)；同時(shí)研究了管路積液量、管路傾角、管路直徑、積液粘度四個(gè)因素對(duì)臨界速度的影響曲線。模擬結(jié)果表明：在臨界狀態(tài)時(shí)，液體層幾乎平鋪于上

3、傾管段，但其平鋪厚度并非完全均勻等厚，而是在液體層沿著管道方向兩端相對(duì)較薄；臨界流速下，上傾段液體層并未出現(xiàn)明顯的回流跡象；臨界狀態(tài)下，氣液的界面形態(tài)與Taitel&Duekler提出的FLAT模型較為吻合；臨界狀態(tài)時(shí)持液率基本保持恒定，這點(diǎn)驗(yàn)證了積液在上傾段基本均勻等厚的理論；臨界壓降與積液量的大小并無(wú)直接關(guān)系，但隨著管路傾角的增加也隨著增加；臨界流速隨著管路傾角增大而增大、隨著管路直徑增大而增大、隨著積液量緩慢增加，隨著積液粘度增大