气液两相流流经环形狭缝通道的流动特性

引言动力、能源、石油化工等领域中广泛应用着各类管壳式换热器,此类换热器的管子与折流板之间、折流板与壳体之间在制造与装配中存在着一定的间隙。这些间隙对壳侧的压降及换热系数有较大影响。对于单相流体,这些间隙产生的泄漏量可占总流量的15％～60％~［1～4]．根据文献报道~［5],大约有50％以上的管壳式换热器涉及气液两相流,迄今为止对气液两相流体流经环形狭缝通道的流动特性研究尚未见有文献报道．本文在水平放置环形狭缝通道中,对空气一水两相混合物流经3种不同间隙环形狭缝通道的流动特性进行了研究,并应用分相模型提出了计…     

一种低流速条件下倾斜管气液两相流新流型

随着天然气井开采的发展,大斜度井和水平井(含造斜段)数量日益增多,而目前气液两相流流型的研究主要针对水平管和垂直管,针对倾斜管的研究则较少,导致对气井压力预测不准,携液临界流量计算误差较大,不能很好地指导生产.因此,运用仿真原理,建立可视化井筒气液两相流仿真实验装置,进行大量室内实验.实验发现,在表观气液流速较低时,倾...     

蛇形微通道气液两相流动特性

以空气、去离子水为实验工质,在θ=50°的Y型混合器内充分混合,利用高速摄像仪对当量直径177.8 μm的小曲率蛇形微通道进行可视化实验,对比了两种气液混合方式(上气下液型、上液下气型)下的流动特性。实验发现的主要流型有弹状流、波状分层流、弥散流等,对此分别研究了气弹的形状和长度、液膜厚度以及气流携带液滴的份额,并提出新的预测液滴含量的关联式。此外,针对这两种不同的混合方式,在弯道处发现圆弧可以诱导产生弹状流,二者均经历拉伸和断裂过程,区别在于后者在拉伸之前,先要进行膨胀。不同的气液混合方式对各相的流动会产生一定的影响,两相流体在通道壁面附近以及弯道处的分布也有所区别。     

管束间气液两相流动特性的研究进展

综述了气液两相流体横掠水平管束流动特性的最新进展。对先前研究气液两相流体向上、向下流过顺列和错列管束时的含气率、流型和压降特性进行了归纳和分析,详细介绍了绝热条件下基于实验结果建立的流型图、预测含气率和摩擦压降的半经验公式以及各种预测方法的差异。最后,表明发展数据和建立模型仍是绕流研究的重点。     

水平井偏心环空两相流模型

多相流技术为大部分工程设计难题提供了可行的解决方案。在钻井工程中,多相流理论主要用于解决井控、充气钻井和其平衡钻井过程中的井底压力计算。多年来,识别流型和准确计算摩擦损耗一个难题,甚至对环空几何形状考虑也很少。为了解决这一问题,本文建立了一个新的力学模型。模型能准确的判断偏心环空流型和计算摩擦损失。分析得出,流型边界对流型识别和摩擦力损耗计算有很大的影响。     

气液两相流流量变化瞬态特性

在气液混输管线中常发生流量变化引发的瞬态过程,在大型多相流实验环道上进行了流量变化的瞬态实验.气量突增产生压力过增量,它的产生与流型有关：分层流的过增量是由于气体的惯性;在气团流和段塞流下则是由于气体压缩性和液体惯性的联合作用.气量突降时,膨胀波沿程传播.气量变化的瞬态过程可能出现对应准稳态变化没有出现的流型.与气量突变相比,液量突变引起的压力和流型变化较平缓,瞬态效应小.流量变化后产生沿线传播的压力波和空隙波,二者与流型相关,决定瞬态过程的发展.压力变化的传播速度在气量变化时等于声速,在液量变化时等于空隙波波速.     

气液两相流电导波动信号的混沌递归特性分析

通过对典型的Lorenz混沌方程和Logistic映射的考察,研究了相空间嵌入参数（嵌入维数、延迟时间和阈值）对递归分析结果的影响。研究结果表明：递归分析对嵌入维数与延迟时间的依赖性不强,嵌入维数与延迟时间变化只是改变递归率数值大小,而不改变递归结构性质;同样,阈值大小选择直接影响递归点数的多少,而不会改变递归结构性质。最后采用递归分析方法对垂直上升管中气液两相流流型进行了表征,研究结果表明,递归结构图可以较好地反映流型演化特征,且递归特征量随气相表观流速变化敏感,为气液两相流流型辨识提供了有用的特征挖掘量。     

水平井油水两相流型实验研究

为了研究水平井油水两相在不同流量和不同含水率条件下的流型流态,采用多探头系列仪器组合常规涡轮,在多相流模拟实验室进行水平井油水两相模拟实验.通过实验研究,油水两相在水平井中的流型类别可分为分层流、油包水-水、水包油-水、油包水和水包油五种,建立了流型图,可为水平井生产测井施工设计和状态分析提供流型参数.     

立式螺旋管气液两相流摩擦阻力特性研究

分别以油 气、气 水为工质,对立式螺旋管内气液两相流的摩擦阻力特性进行实验研究。实验用螺旋管完全由内径为３９ｍｍ的有机玻璃管弯制而成,其螺旋直径２６５ｍｍ,全长４４９０ｍｍ。在对实验结果和前人有关研究进行分析的基础上,给出了两种流动条件下摩擦阻力的计算公式,并与实验结果进行了比较,两种流动条件下,预测值与实验数据的最大偏差分别在３０％和２０％之内。     

环形狭缝通道内气液两相环状流流动特性

建立了环形狭缝通道内气液两相环状流的理论模型 ,该模型计及环状流气芯流动的可压缩性、气液两相间的相滑移、气相对液滴的夹带作用等因素 .考察了两相流质量流量和干度对压降、液滴速度相对变化和狭缝喉部气芯通流面积的影响 .用建立的理论模型对空气 -水两相环状流通过环形狭缝的两相压降进行预测 ,预测值和试验值吻合良好     

气液两相流中压力波动信号的混沌分析

对气液两相垂直向上并流中压力波动信号的混沌分析表明：外界噪声的干扰不可避免地会进入压力波动信号,从相空间内的吸引子图可明显地观察到噪声的存在,实验中采取多种手段,尽可能地把噪声的干扰降到最低极限,为提取反映系统特征的有效信息作前期准备。将预处理过的数据进行混沌分析得到,气液两相流的压力波动信号特征由两部分组成,低频部分（大气泡的运动或大尺度气液波动）和高频部分（如液体脉动、界面湍动等）。并且对应于不同操作条件下的流动体系,相关分维和Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ 熵均有较大变化,由此可区分流型。研究表明,对压力波动信号的混沌分析有助于深入理解系统的动力学特征。     

气液两相流流型识别新方法研究

基于电容层析成像技术(ECT),提出一种快速在线气液两相流流型识别新方法。实验表明,该方法简便易行,对于层状流、环状流、核心流以及塞状流均具有较高的识别准确率,可以满足工业在线运行需要。     

管束间气液两相流动特性研究进展

从流型及其转变、含气率、压降和速度分布等几方面对前人在管束间气液两相流动特性的工作做了综述,归纳并探讨了最新进展与方向。     

气液两相流破口泄漏的相分离实验研究

为研究气液两相流体通过破口泄漏时的相分离规律,设计了新型泄漏测量装置,在空气-水两相流实验环道上开展了实验研究.实验测量段水平布置,管径为40mm,采用直径为2.5mm的圆孔模拟破口.实验中出现的气液两相流流型包括波状流、环状流以及弹状流.结果发现气液两相流体通过管壁破口时会发生严重的相分离现象,相分离程度主要受小孔方位、流型等因素的影响.在环状流型下,由于周向液膜分布的不均匀性,随着小孔位置偏离管壁底部,进入小孔的液相逐渐减少,气相逐渐增多;在分层的波状流型下,当破口位于管壁顶部时,在小孔两侧差压较大时由于伯奴利效应,液相也会进入破口;由于弹状流独特的流动特性,在液塞来临时,破口两侧压力急剧增加,从而导致弹状流型下进入管壁破口的液相远大于其它流型.     

水平管道气液两相流动态特性模型的研究

研究了低频脉动情况下应用均相模型法和分相模型法对水平直管段气液两相流动进行集中参数分析的方法。理论分析表明：管段固有频率主要决定于管段长度及 液两相流的空隙率等参数,与管段截面积的关系不大。实验证实了在层状流情况下上述结论是正确的,因而通过对其固有频率的测试有可能实现空隙率的测量。     

油气多相流流动特性分析

油气混输作为管道输送中一种常见形式,它在管道中的流动比较复杂,不同的参数会发生变化,特性也会发生相应的变化,所以本文主要分析了多相流流型的分类和流动特性,还对多相流的几种经典模型进行了分析。通过对多相流模型进行分析及探究,选取了其中两种模型进行了压降计算。根据多相流的特点以及其主要模型的对比,笔者认为:当管道内混合物容量减少,气体容量不变的情况下与气体容量增加,混合物容量不变的情况下多相流流型的变化与理论分析结果基本一致。     

闪蒸型气液两相流管径选择浅析

按照SH/T 3035—2007《石油化工工艺装置管径选择导则》和HG/T 20570.7—1995《管道压力降计算》中两种不同的计算方法,介绍闪蒸型气液两相流管线管径的选择过程,总结不同计算方法的适用性。     

气液两相绕流错列管束升力特性的数值模拟

采用混合物模型和RNGk-c紊流模型对气液两相绕流错列圆柱管束升力特性进行了数值模拟。重点研究了节距比、含气率和雷诺数对升力功率谱的影响。结果表明：节距比增大,功率谱峰值增加,节距比为1．5时中间管排出现“双稳态现象”;含气率增加,功率谱峰值减小直至没有峰值,涡街消失;雷诺数增加,功率谱峰值减小;下游圆柱功率谱峰值较中间管排峰值大。模拟结果与实验结果基本吻合,旋涡脱落频率误差为1．03％。     

凹穴型微通道液-液两相流动特性

为了研究凹穴型结构对微通道内液-液两相流动特性的影响,利用高速摄像机,结合边缘检测算法(Canny),获得两相流型、液滴长度和膨胀面积等参数。结果表明:基于无量纲液滴长度参数,凹穴微通道内流型主要为膨胀流、过渡流及滴状流。随两相体积流量的增大,液滴长度逐渐减小,流型由膨胀流逐渐转换为过渡流,当液滴长度小于通道宽度时,凹穴结构对液滴形状的影响可以忽略。凹穴型通道内的液滴长度呈周期性变化,长度变化振幅为平直段的3～5.6倍。无量纲液滴膨胀面积随离散相与连续相流量之比的增大逐渐增大,随连续相毛细管数增大而逐渐降低。