油气混输管道流动特性研究

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图3—81 wsg=0.3m/s ，wsl=0.3m/s起始空气体积含率图

图3—82 wsg=0.3m/s ，wsl=0.3m/s发展形态空气体积含率图

图3—83 wsg=0.3m/s ，wsl=0.3m/s稳定空气体积含率图

由上图可知：在气体流量恒定，液量继续减少情况下，初始阶段气液两相混合均匀，随着时间的向后推移，气体相互聚集相连，成为连续气相，待稳定时气相与液相之间形成清晰的分界面，相速度差别明显，以分层流稳定运行。图中液体呈波状分布，流型接

陕西科技大学毕业论文 32

近于分层波浪流动。

5、wsg=0.3m/s ，wsl=0.1m/s 此时液相分数为0.245

图3—91 wsg=0.3m/s ，wsl=0.1m/s起始空气体积含率图

图3—92 wsg=0.3m/s ，wsl=0.1m/s发展形态空气体积含率图

图3—93 wsg=0.3m/s ，wsl=0.1m/s稳定空气体积含率图

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由上图可知：与工况wsg=0.3m/s ，wsl=0.3m/s类似，气体流量恒定，液相流量继续减少，初始阶段气液两相混合均匀，两相之间相互作用力大于重力的作用，随时问推移流动发展，气体相互聚集连成一片，称为连续气相。稳定时气相与液相之间形成清晰光滑的界面，两相的速度差别较大，以分层光滑流稳定运行。

由以上五种工况可知，当以气体流量为定值，伴随液体流量的不断减小，混输流体的速度减小，流型发生变化。液量较大时，气相主要以气泡的形式存在于液相中，流型为气泡流。当液量继续减少的时候，气泡聚集成为连续相，气液明显分层，流型为分层流。与Birll图的比较如图3-2。

通过比较可知，通过Fluent软件的数值模拟分析可模拟出气泡流、分层流，并且与Birll流型图相吻合，可知模拟结果较为理想，模型选择，参数的设置较为合理。

1— wsg=0.3m/s ，wsl=10m/s 2—wsg=0.3m/s ，wsl=4.0m/s 3—wsg=0.3m/s ，wsl=1.0m/s 4—wsg=0.3m/s ，wsl=0.3m/s

5—wsg=0.3m/s ，wsl=0.1m/s

图3-2 各参数条件下在Brill流型图中的表示

3.1.3 管径的变化对流型的影响

管径变化对流型影响是以气体流速和液体体积分数为定值，以管径为变值对流型进行模拟。取液体体积分数0.7432为定值，模拟结果如下图所示。

1、 d=0.2m wsg=1.0m/s

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图3—101 d=0.2m wsg=1.0m/s起始空气体积含率图

图 3—102 d=0.2m wsg=1.0m/s稳定空气体积含率图

2、d=0.5m wsg=1.0m/s