基于OpenFOAM的竖直管内气-液-水合物流动特性研究

针对天然气水合物开采过程中涉及的复杂气液固三相流动问题，基于群体平衡模型，提出了新的水合物颗粒聚并破碎模型组合，同时考虑了气泡的聚并破碎行为，运用开源CFD软件OpenFOAM对建立的模型进行求解验证。考察了入口流速、气相和水合物颗粒体积分数对竖直管内气-液-水合物流动特性的影响。结果表明：所建立的模型准确有效，各相的浓度分布、气泡的平均粒径径向分布和水合物颗粒平均粒径大小受水合物颗粒体积分数的影响很大，压力损失梯度随着流速的增加先减小后增大，存在特定工况下的最优流速，气相体积分数的增加会让管内流体的压力损失梯度明显减小。