GERG气体摩阻系数方程及其显式化公式

预测天然气管道中天然气的流动,一个关键的问题是为摩阻系数λ的计算选择合适的公式,Colebrook-White方程并不是一个适用于所有流态的普适化摩阻系数计算公式。介绍了新的气体摩阻系数GERG方程,该方程的适用范围较宽,计算时在一定情况下可以替代著名的Colebrook-White方程、Zegarola关联式;并可根据已知的数值,通过调整方程的参数,得出目前所有典型摩阻系数方程给出的计算值。但GERG方程为摩阻系数λ的隐式方程,求解过程较复杂,因此提出了该方程的显式形式,显式公式的验证计算表明:新公式的精确度较高,计算时间相对较短,可避免隐式方程求解的迭代算法。     

摩阻系数方程对比研究

重点介绍了GERG(Groupe Européen de Recherches Gazières)公司提出的GERG摩阻系数方程,将该摩阻系数方程与Weymouth方程、Zegarola方程、经典的Colebrook-White摩阻系数方程应用实际运行数据计算,经过对比分析得出:Weymouth方程适用于管壁粗糙度k为20~30μm的管道;Zegarola方程适用于从光滑管道粗糙管流态剧烈变化的摩阻系数计算;在进行当量粗糙度反算时,建议使用Colebrook-White方程,避免出现不合理的数值;当GERG摩阻系数方程中的可调节参数n=1时与Colebrook-White摩阻系数方程计算结果接近;当GERG摩阻系数方程中的可调节参数n≥9时,摩阻系数计算结果趋于稳定;n值反映了流态的变化,其数值的设定与反映流态的雷诺数一致时结果准确。     

计算隐式摩阻系数方程数值解的简便方法

摩阻系数是石油化工及长输管道系统设计的关键参数之一。文章介绍了计算粗糙管紊流状态时摩阻系数的典型方法:Colebrook-White方程、Zegarola方程和GERG方程,它们是摩阻系数λ的隐式方程,使用迭代算法计算耗时过多。为此研究了利用几种主要数值计算软件的求解方法,最终表明采用MATLAB的精度控制函数(vpa函数),程序编写简单,运行速度快,且可以设置任意位数的精度。     

提高胍胶压裂液摩阻计算精度的方法

目前计算胍胶压裂液摩阻采用的降阻比经验公式系数求取困难，摩阻计算精度低，与实际摩阻相差较大。采用试验和理论相结合的方法对摩阻计算方法进行了改进:根据室内小管径胍胶压裂液摩阻试验结果，采用拟合方法建立流速与降阻比的关系式，再利用流速与降阻比的关系式计算不同管径和流速下胍胶压裂液的摩阻。通过室内试验和现场实测摩阻验证了胍胶压裂液摩阻计算改进方法的准确性，结果表明，与传统经验公式方法相比，改进方法降低了求取经验公式系数的难度，提高了胍胶压裂液摩阻的计算精度，改进方法计算的摩阻与实测摩阻的平均相对误差不超过16%，而传统经验公式平均相对误差高达31%。研究结果表明，摩阻计算改进方法能够提高胍胶压裂摩阻的计算精度，可以为压裂设计和施工提供依据。      

四川油田输气管线摩阻系数计算公式

应用紊流力学理论,分别对光滑管紊流、部分粗糙管紊流和完全粗糙管紊流三种情况,导出了摩阻系数与雷诺数和粗糙度的关联式。利用四川油田现场管线运行数据和数学方法拟合出摩阻系数计算公式;利用其他管线数据比较拟合公式计算结果与实际摩阻系数的误差。结果表明,这些公式的误差至少比现场常用的PanhandleA公式小14%以上,比Pan-handleB公式小21%以上。     

水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数计算

在大型多相流实验装置上研究了水平管气液分层流和环状流流动特性,采用气相动量方程求解了气液相间摩阻系数,与已有的经验公式进行了对比分析,建立了适于水平管气液两相分离流相间水力摩阻系数的计算方法。在分层流水力计算中可以采用Shoham&Taitel公式计算气液相间水力摩阻系数,在环状流水力计算中推荐采用Laurinat公式计算相间摩阻系数。     

选择计算摩阻系数的标准方程

摩阻系数是确定输送油品管线压力的一个重要参数,为找到一个较好的计算方程,许多技术人员作了大量的乒作。本文的作者通过对最近六、七年提出的一些计算摩阻系数的方程,同著名的科尔波鲁克—怀特方程进行比较研究后指出,1979年提出的琼方程不仅是一显函数方程,使用时不复杂也不难,使用的范围还宽,计算求得的摩阻系数,其精度与上述著名的方程近似,是计算摩阻系数最好的标准方程,文章还指出,今后的研究如想超过琼方程是不太可能的。     

非牛顿管流摩阻计算方法的比较

介绍非牛顿层流的假塑性幂律体、宾厄姆塑性体和屈服假塑性体的管流可用同一表达形式的范宁摩阻系数公式计算摩阻损失。对常用的非牛顿湍流摩阻系数公式及用管流特性系数反算的表观粘度为参数按牛顿湍流公式的计算结果进行分析。对非牛顿管流摩阻计算提出建议。     

加聚合物型减阻剂环状流摩阻系数新显式方程

向输油管道中加入聚合物型减阻剂是实现管道输送降本增效目标的有效方法。针对准确预测加入聚合物型减阻剂环状流摩阻系数的问题,通过对前期实验数据进行量纲分析和曲线拟合,基于边界层的对数速度分布和幂律分布推导了新显式方程。再采用最小二乘法对新显式方程进行校准,对加入聚合物型减阻剂的气液混合物进行摩阻系数预测,以减阻率为衡量标准,将计算结果与实验数据和Al-Sarkhi的计算结果进行比较,可知新显式方程对实验数据拟合度更好,并且随着气体表观速度的增大,减阻率预测值逐渐减小。     

氮气气举基本计算方法

本文提出了使用氮气进行反举和正举时计算液氮用量的准确公式.在计算气柱底部或顶部压力时,将传统的计算近似压力的公式进行了改进,从而提高了Z_cp的精度.在计算泵压时考虑了井内液体摩阻,并且不是将摩阻简单地加进去,而是通过理论推算提出了摩阻影响值的表达式.在正举工艺上,提出了计算过量点系数的精确公式和近似公式.