管内气液两相流动的绕流圆柱压差-涡轮流量测量

提出了绕流圆柱压差-涡轮联合测量气液两相流的方法,研究了管内气液两相流的绕流圆柱压差-涡轮流量测量特性。以计算机为检测手段,进行了容积含气率分别为0、0.3、0.5、0.8和1.0两相流工况的测量,在分析实验数据的基础上,建立了气液两相流的绕流圆柱压差-涡轮流量测量方程,获得了气液两相流的绕流圆柱压差-涡轮流量测量方程的特性。     

气液流经标准孔板压差特性数值研究

本文以油井多相流的在线测量系统研究为背景,在既定多相流量计实验平台上,基于计算流体动力学理论,利用软件CFX对单相水、空气和气液两相流三种流体仿真．得出不同流体对于标准孔板的压差特性,从理论上验证了利用标准孔板进行气液两相流流量测量的可行性,为进一步将标准孔板应用到油、气、水三相流测量提供依据。     

微通道内气液两相流行为研究进展

综述了微通道内的气液两相流行为及传质特性。在微通道内流型一般分为泡状流、弹状流、环状流和弹状-环状流,没有分层流。气液传质效率比常规尺度中的提高了2～3个数量级。讨论了气泡对气液两相流的影响及其生成、生长和聚并规律。介绍了微通道内气液两相流的计算机模拟结果。从实验、理论和数值模拟3个方面对微通道内气液两相流的研究和应用前景进行了展望。     

水平管泡状流相分布特性

<正>气液两相泡状流的主要特征是连续液相中携带散布其中的细小气泡,气泡的存在不仅对气液两相流的传热、传质及阻力特性有很大的影响,而且对两相流动的稳定性也有很大的影响.前人有关泡状流的研究大多偏重于两相流的平均参数,对于两相流局部统计参数如局部空隙率等参数的变化规律是近年来两相流研究的新趋势.对于垂直管内的流动已经积累了相当数量的数据,而同样有广泛应用的水平管内相分布规律还知之甚少.气泡对气液两相流的传热、传质及流动结构影响机理的研究必须以了解相分布及气泡的局部统计参数为前提,同时对相分布特性的深人研究也为气液两相流的数学模型化提供实验依据.本文以空气、水为工质,研究水平管内气液两相流的相分布特性,给出了典型泡状流的时域信号图,研究了相分布随气液两相流量的规律变化,并与前人的有关结果进行了比较.     

基于管内相分隔的径向压差在多相流测量的应用

在管内相分隔技术产生的径向压差应用在单相流测量的基础上,以油水两相流为例,系统地研究了基于管内相分隔产生的径向压差在多相流测量的理论机理,并进行了实验验证。理论分析表明,在管内相分隔状态下,旋流器下游某截面壁面和管中心的径向压差与油水两相流的总质量流量和体积含油率呈一定函数关系,当测量出旋流器下游某截面壁面和管中心的径向压差后,若油水两相流的总质量流量和体积含油率中的任一参数已知,就可以求出另一参数。实验结果显示,在旋流器下游0.075 m和0.115 m的截面上,体积含油率的实验值与理论值的相对误差均在±8.02%以内,此时油水两相流总质量流量的实验值与理论值的相对误差均在±1.44%以内。     

水平矩形管内气液两相流界面波特性

<正>气液两相流中界面波的存在对传热、传质、阻力特性及稳定性都有很大影响。前人有关界面波的研究大多偏重于两相流中界面波的类型及其转变,而对其特征参数变化规律(如振幅、波长、频率和速度等)的研究则很少。但界面波对气液两相流流动阻力和流动结构影响机理的深入研究必须以了解界面波的各特性参数为前提,同时界面波有关特性参数的深入研究也可为气液两相流的数学理论化提供实验基础。 本文以气、水为工质,系统研究了水平矩形管内气液两相流的界面波特性。根据界面波在时域、幅域内的不同特征区别出了各种类型的波并给出了相应的波形和流型图。着重研究了界面波各特征量随气液两相流量变化的变化规律。     

应用文丘里管和空泡份额传感器测量油气两相流的实验研究

油气两相流流量测试技术一直是油田两相流研究的重要领域,对油井产能评估和油田的现场管理意义重大.但由于缺乏高精度的测量装置以及气液间滑速比的存在,一直很难获得高精度的两相流的相流量.今利用文丘里管和空泡份额传感器对油气两相流流量测试方法进行了理论和实验研究,首先采用辐射式的空泡份额传感器对流动管道的截面含气率进行了测量,进而计算得到混合物的密度;然后利用喉径比为0.45的经典文丘里管测量得到了两相流总质量流量.在此基础上,考虑了油、气两相界面滑速比对气相流量计算产生的影响,改进了传统的均相流模型,得到了气液两相流气相流量新的计算方法.实验结果表明,利用该方法计算得到的油气两相流总流量、液相流量以及气相流量都具有较高的精度,能够满足现场测试要求,从而为现场测量提供了一种新的计算方法.     

气液两相流水平绕流柱体的动态压降特性

压降是气液两相流绕流柱体时包含丰富流动信息的重要参数,对于压降的研究密切关系到两相流动系统的设计和运行.以空气和水为实验介质在泡状流、塞状流、弹状流和环状流四种流型下,研究了气液两相流水平绕流梯形柱体的动态压降特性.结果表明:泡状流和塞状流的动态压降有较稳定的波动,其时均值主要取决于液相流量;弹状流的动态压降变化剧烈,其时均值随两相雷诺数的分布比较均匀;环状流的动态压降变化比较平缓,其时均值随两相雷诺数的增加呈近似线性递增;在四种不同流型下,时均动态压降系数随两相雷诺数的增加都呈线性递减.这一结果为分析气液两相流绕流柱体的流动特性提供了有益的借鉴.     

文丘里管中气液两相流差压波动信号与空隙率关系

为了研究气液两相流差压波动信号与空隙率之间的关系,建立了差压波动信号均方根与空隙率的关系式.针对油气两相流和气水两相流,在管径分别为40 mm和50 mm管道上进行实验,分析了文丘里管差压波动信号与空隙率、流量、压力以及流体密度等参数的关系,得到了差压波动信号与空隙率的量纲1关系式.此关系式不仅反应了差压波动信号与空隙率的关系,而且提供了一种间接测量空隙率的方法.该方法只需要测量文丘里管前的压力和前后的差压波动信号,计算出该差压信号的时均值、瞬时值就可以计算得到空隙率的值.实验结果表明在空隙率小于85%的范围内,油气两相流和气水两相流空隙率的测量误差分别为10.9%和11.3%.如果与利用空隙率和差压测量气液两相流流量的方法相结合,则仅利用一个文丘里管就可以实现两相流流量测量.     

基于分相流模型的气液两相流流量测量

从伯努利方程出发,基于分相流模型,推导出气液两相流流过文丘里管的流量公式.在分析了两相流通过节流装置的实际流动情况后,作者认为气液两相滑移比是影响流量公式误差的一个重要因素.在理论与实验研究的基础上,作者提出了气液两相流流过文丘里管的滑移比经验关联式.利用作者提出的滑移比经验关联式和分相流模型的流量公式测量两相流流量,体积流量误差的均方根小于5.1%,表明该方法适用流过文丘里管的两相流流量测量,尤其对于两相流动激烈的两相相互作用区域,流量误差满足测量的要求.     

利用途泄流量和输转流量确定天然气分配管道计算流量的研究

在城市天然气管道的输送中,管道建筑用户相连,中途有流量分出,从途泄流量和输转流量的角度研究,利用计算公式来计算管段的计算流量,确定其压力降,并进行了举例说明,为输气管道的设计工作提供了参考。     

Numerical modeling of three-phase stratified flow in pipes

The simultaneous flow of water, oil and gas is of practical importance for the oil and gas industry. These three phases are present in varying degrees of concentration in many oil and gas pipelines. In this work, a model has been developed to predict the values of the hold-up and pressure gradient for three-phase stratified flow prevailing in a horizontal pipeline. This information is usually the first step for analyzing the stability of stratified flow and developing transition criteria. The concept of extended velocity has been applied to compute the wall shear stresses in three-phase flow. The effect of process variables such as gas to liquid ratio, pipe diameter, oil viscosity and non-Newtonian character of oil on hold-up and pressure gradient has been studied to simulate the oil well conditions. Structural stability analysis was also carried out to check for the sensitivity of the model.     

NUMERICAL SIMULATION OF DRYING IN A CYCLONE

ABSTRACT

This work presents a complete improved mathematical model of drying in cyclone. The slip condition of the particles on the wall, the heat transfer wall-panicle and the shrinkage of the panicles during the drying process were considered. The mathematical model considers a two-dimensional turbulent gas-particle flow where the panicle phase is treated as a continuum. The momentum equations of both particle and gas phases were written in cylindrical coordinates. The discretized equations were solved by the SIMPLE algorithm. Considering the slip condition to the panicle phase and the shrinkage of the material during the drying process it was revealed a better fitness between numerical and experimental results than the previous model.     

NUMERICAL SIMULATION OF DRYING IN A CYCLONE

This work presents a complete improved mathematical model of drying in cyclone. The slip condition of the particles on the wall, the heat transfer wall-panicle and the shrinkage of the panicles during the drying process were considered. The mathematical model considers a two-dimensional turbulent gas-particle flow where the panicle phase is treated as a continuum. The momentum equations of both particle and gas phases were written in cylindrical coordinates. The discretized equations were solved by the SIMPLE algorithm. Considering the slip condition to the panicle phase and the shrinkage of the material during the drying process it was revealed a better fitness between numerical and experimental results than the previous model.     

Flow characteristics of blade unit of a tridimensional rotational flow sieve tray under concurrent gas–liquid flow

The flow characteristics of the blade unit of a tridimensional rotational flow sieve tray were investigated. First, the flow patterns are defined under different liquid arrangement methods. They are bilateral film flow, continuous perforated flow, and dispersion-mixing flow in overflow distribution, film and jet flow and jet and mixed flow in spray distribution. Second, the time and frequency domain analysis of the differential pressure pulsation signal in the blade unit is carried out, the main frequencies range is 2.0−5.5 Hz. The influence of perforation and mixing intensity on the flow pattern transition is clarified. Third, the rotational flow ratio of the gas–liquid phase is measured, the gas phase rotational flow range is 0.55–0.78, and the liquid phase range is 0.15–0.42. The influence of the operating conditions on the distribution of the rotational and perforated flow is investigated. Finally, a prediction model for the rotational flow ratio is proposed.     

利用一维波和段塞稳定性模型预测分层流向段塞流的转变

利用气液二相流一维波模型和段塞稳定性模型,对直径2.54 cm水平管内空气-水二相流出现段塞流时的各相临界表观速度和临界液层高度进行了理论预测。计算中发现,2种模型分别适用于不同的流速区域,在较低的气相流速下,一维波模型的预测结果比较理想,但是在较高的气速条件下不太适合,而利用段塞稳定性模型可以较好地获得高流速下分层流向段塞流的流型转变条件。因此,结合这2种模型对发生流型转变时的临界参数作了分析,并且应用于40 mm和50 mm水平管道的油气二相流实验。将理论计算的结果和实验测得的流型数据进行了对比,并且对影响流型的管径、流速等因素作了分析,结果表明计算得到的特征参数和实验数据比较吻合。     

Transitional packed bed flow in standpipes

A quantitative criterion distinguishing stable from unstable transitional packed bed flow in standpipes is presented. This criterion can be used as an working guideline in actual standpipe operation. A fundamental and simple model based on stress free surface (SFS) theory has been developed. This model also provides a quantitative prediction method for the standpipe voidage.     

高粘假塑性流体流动沸腾流型

<正>在流动沸腾传热两相流研究中,流型研究一直是众多研究者的兴趣所在。目前有关流型研究的报道均为低粘物系,但高粘流体两相流流型研究,对高聚物生产、食品、轻工等工业有重要应用价值。 浅尾芳久等在透明玻璃管中研究了流动沸腾的流型,表明Mishima等提出的流型划分判据可以较好地区分泡状流、弹状流、环状流。Kamiel等分析比较了大量低粘物系两相流实验数据和几种流型判别式,表明Weisman等提出的判别式可以较好地区分弹状流与环状流。     

水平管内油水两相流流型转换特性

以高黏度的油和水为工质,在内径为25.7 mm,长52 m的水平不锈钢油水两相流实验环道内对油水两相流流型及其转换特性进行了实验研究.根据实验结果定义了不同流动条件下出现的流型,绘制了流型图.对影响油水两相管流流型转换的各种因素进行了综合分析,利用量纲分析的方法得出了流型转换的准则关系式,并提出了一个较为准确的有关油水两相管流中反相临界含水率的计算相关式.     

气液两相流流量测量方法的研究进展

总结气液两相流流量测量方法的研究进展。介绍节流法、直接法、速度法和分离法的测量原理,并指出对两相流的物性进行全面、详细的实验研究和理论计算将是后续研究工作的重点。