宋承毅
,
谈庆旬
工程热物理学报
通过对多种结构的多管式段塞流捕集器可视化样机的试验验证和修正,研究了降液管倾角、降液管窄缩器、分离储液管段斜率、双层结构不同进液方式、上层管段不同布设方式、排气汇管高度等结构对段塞流捕集器运行工况的影响,确定了不同于国外惯例做法的设计参数,形成了拥有自主知识产权、适用于实际工程的多管式捕集器设计计算方法.
关键词:
段塞流捕集器
,
多管式
,
可视化试验
,
设计方法
王鑫
,
郭烈锦
,
何利民
工程热物理学报
在海洋油气集输-上升管路系统模拟实验装置上研究了严重段塞流的液塞运动特征.实验结果表明,液塞首先以较低速度流出上升管,该速度约等于管道入口气液混合速度;然后液塞以较高速度流出,速度值主要受管路系统的结构尺寸及物性影响,该阶段的液塞长度不超过上升管高度.本文还分析了液塞长度、各阶段速度与入口气液流量的关系,给出了拟合关联式.
关键词:
两相流
,
严重段塞流
,
段塞流
,
液塞长度
王鑫
,
郭烈锦
,
张西民
,
顾汉洋
,
林长志
,
赵冬建
,
郭富德
工程热物理学报
在模拟集输上升管路系统的实验装置上,研究了多种倾斜管角度下严重段塞流发生规律,给出了流型图.实验发现,倾斜管水平时仍会出现严重段塞流.流动参数分析表明,严重段塞流具有显著的周期性,压力大幅度振荡,气液间歇流出上升管,出口气体速度可能超过入口数十倍,对分离器造成剧烈冲击.研究发现,严重段塞流周期随气液流量增大而减小,并且符合幂律定律.
关键词:
两相流
,
段塞流
,
严重段塞流
吕宇玲
,
何利民
,
牛殿国
,
罗小明
工程热物理学报
强烈段塞流是海洋油气开采平台中最具危害的一种流型。本文通过研究强烈段塞流中气液分离器的控制策略,探索分离器排液阀的控制与分离器体积之间的联系,以及阀门开度随时间变化与液位波动的关系。通过对阀门的有效控制,可以减小分离器的体积,并给出分离器排液阀的选用及控制模型。通过对气液分离器采取有效控制,降低强烈段塞流对集输系统的影响,从而使系统能够稳定运行。
关键词:
强烈段塞流
,
控制策略
,
PID控制
王鑫
,
郭烈锦
工程热物理学报
严重段塞流的实验研究表明,在气泡进入上升管底部到运动至出口的过程中,上升管中气泡头部以下流型为弹状流型;当气泡头部流出上升管后,上升管中的流型可看作块状流型.根据实验结果,本文提出了采用漂移流模型简化计算上升管中两相流动、上游管道中气体膨胀满足质量守恒,同时考虑上升管内液体动量守恒的严重段塞流计算模型.计算值与测量值比较表明,模型可以正确预测出气体膨胀流动过程,气体流动时间不受入口气液流量的影响.模型可以准确计算出严重段塞流周期、液塞长度和倾斜管中液柱最大长度等参数.
关键词:
两相流
,
段塞流
,
严重段塞流
罗小明
,
何利民
,
吕宇玲
工程热物理学报
段塞流的实际物理过程是复杂的随机过程,液塞频率也仅是以周期性来近似模拟段塞流的间歇性.本文对段塞流液塞频率的波动特性进行了深入研究.结果表明:随着折算气速的增加,液塞频率先减小然后增大,在折算气速增大的过程中液塞频率存在一个极小值.随着折算液速的增加,液塞频率急剧增大,折算液速是影响液塞频率的主要因素.在下倾管中,在折算气速相同的情况下,液塞频率是随下倾角的增大而降低的.这是因为随着下倾角的增大,重力作用增强,液塞消散增强.在上倾管中,在折算气速相同的情况下,液塞频率也随上倾角的增大而降低.
关键词:
多相流
,
段塞流
,
液塞频率
,
波动特性
罗小明
,
何利民
,
马华伟
工程热物理学报
随着海洋油气开采不断向更深的水域发展,深水油气开采通常采用浮式生产系统.柔性上升管的长度和巨大的静水压头将引起严重段塞流,并会造成多种危害.本文对柔性上升管中严重段塞流的流动特性进行了深入的研究.结果表明:柔性上升管中严重段塞流的周期可划分为与竖直上升管类似的4个阶段:液塞形成、液塞流出、液气喷发和液体回流:柔性上升管中严重段塞流的发生范围比竖直上升管系统稍有缩小,柔性上升管系统的布置方式具有限制严重段塞流产生的作用.严重段塞流压力波动幅度的最大值出现在严重段塞流流型区域Ⅰ和过渡区域Ⅱ的转变边界上.
关键词:
严重段塞流
,
柔性上升管
,
流型
,
压力波动
,
周期性
王鑫
,
郭烈锦
,
张西民
,
郭富德
工程热物理学报
本文在水平长环道上采用电导探针互相关测速技术实验研究了液塞速度,给出了液塞速度与气液混合速度的关联式.研究表明,在低Froude数和高Froude数时液塞速度分别对应不同的关联式.实验结果与文献报道比较表明,在低Froude数区很好吻合;在高Froude数区,实验结果高于其他研究者的数据.分析表明,液塞速度不受尾波效应影响,主要受液塞和长气泡长度以及液塞含气率作用.在低Froude数区,上下游探针测量的液塞和长气泡长度以及液塞含气率差别较小,因此液塞速度关联式一致;在高Froude数区,液塞和长气泡平均长度以及液塞含气率沿管增大,因此上下游的关联式不一致.
关键词:
两相流
,
段塞流
,
液塞速度
,
液塞长度
王鑫
,
徐静静
,
祁雷
,
董传帅
,
何利民
工程热物理学报
段塞流的流动与传热现象存在于许多工业应用领域.本文在长12 m、内径26 mm的水平管上进行冷却条件下空气-水气液两相段塞流流动与传热的实验研究.采用电导探针、热电偶等测试手段测量段塞流的流动与传热参数,分析了冷却条件下段塞流对流传热系数随两相流压降、气液表观流速等参数的变化规律.
关键词:
两相流
,
段塞流
,
对流换热
,
传热系数
王鑫
,
郭烈锦
工程热物理学报
在模拟集输-上升管路系统的实验装置上,对消除严重段塞流现象的气举法进行了实验研究.实验结果表明,采用上升管下部注气的方法可以消除严重段塞流现象,实现管道出口气液的稳定流动,减小系统的最高压力,同时可以防止上游水平管内出现高频率的长液塞流动.分析发现,当注入气体流量增大到上升管中流型转变为块状流型时就可以消除严重段塞流现象,而气举法所需的最佳注入气量可以采用流型图来判断和计算.
关键词:
两相流
,
严重段塞流
,
段塞流
,
气举
