国管分层流的数值模拟

从流体力学中的N-S方程出发,建立了圆管两相分层层流的流动数学模型。通过两相分层层流相互作用的流体力学分析,提出了两相流动界面的耦合条件,得到了一组完整描述两相国管分层流的数学方程。通过数值求解分层流的数学方程,得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用圆管两相分层流的流动规律,可以实现高粘流体的高效率输送。     

圆管分层流的数值模拟

从流体力学中的N－S方程出发，建立了圆管两相分层层流的流动数学模型。通过两相分层层流相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，得到了一组完整描述两相圆管分层流的数学方程。通过数值求解分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律。应用圆管两相分层流的流动规律，可以实现高粘流体的高效率输送。     

管内单相流体沿程摩阻系数分析

以莫迪图线和鲁克－怀特方程为基准,从众多关系中筛选出单相流体的圆管内各流动区沿程摩阻系数的一整套计算公式以及各区域之间的区分界限。按单相流体沿程摩阻系数λ与雷诺数Ｒｅ、相对粗糙度ε的关系分为五种流型区域：层流区、层流与紊流之间的过渡区、紊流光滑区、紊流混合摩擦区和紊流粗糙区。除小范围的层流与紊流之间的过渡区流动较复杂,目前尚无充分认识外,其它四个区都有建议公式。     

减阻剂减阻率的经验公式及管径放大预测问题

减阻作用是在流体内加入少量添加剂,从而使输量增加的一种现象。本文介绍减阻率预测的有关经验公式,并以典型减阻实验数据为依据,得出减阻率DR和雷诺数Re、浓度PPM、管径ID之间的综合经验式。由此式可对温(粘)度变化范围不太大的同种减阻剂—溶剂体系,以室内二件小管径的实验数据来推算和预测放大管径的减阻率。     

水平管油水两相流研究进展

总结了国内外水平管内油水两相流流型的研究现状和发展方向。将流型分为分层流和分散流两大类,并进一步细分为:光滑分层流、波浪分层流、带有液滴层的波浪分层流、油滴分散层-水层流、水滴分散层-油层流、油包水状分散流、水包油状分散流。分析了影响流型的主要因素,管壁材质、入口形状、油品物性都会对流型和管输压降等产生较大影响。通过界面稳定性分析确定了流型从分层流向半分散流的转换条件,通过对比液滴最大尺寸和液滴临界尺寸确定了流型向完全分散流过渡的条件。介绍了在双极坐标下推导的层流分层管流理论解和常用的分层流数学模型,包括双层流体模型及改进的三层流体模型和四层流体模型。     

高聚物减阻增输机理研究

采用理论研究与湍流试验相结合的方法，以增输必须增加速度梯度为出发点，通过分析流体与高聚物分子的相互作用，发现高聚物减阻的机理在于能够有效地抑制管壁附近流体的径向脉动。根据高聚物减阻增输机理，合理解释了多年来在高聚物减阻研究中出现的许多迷惑现象，给出了减阻效果随雷诺数、粗糙度及高聚物掺入量的变化规律，导出了最佳雷诺数与管径、运动粘度的相互关系，提出了高聚物研制和应用的具体建议。     

油气管道减阻增输与高聚物应用

依据流体管道减阻增输机理,分析研究了各种减阻增输工艺的效果和适用条件,提出了一些新的减阻增输方法。将输送工艺划分为降粘增输、抑制径向脉动增输、壁面改性增输及减少壁面沉积增输四类。为使天然气管道能够应用高聚物,从原理上给出了天然气管道应用高聚物的可能方式。     

等温管道层流与紊流临界状态值的分析

紊流与层流流态下的临界 摩阻、临界流量的比值分析 1.紊流临界流量与层流临界流量的比值 当Re=2 000时,液体的流动状态处于层流临界状态;当Re=3 000时,液体的流动状态处于紊流的临界状态。在层流状态下液体摩阻与流量成线性关系,在紊流状态下液体摩阻与流量成非线性关系。     

水力光滑圆管临界雷诺数的确定

根据由Prandtle紊流混合长理论推导出的光滑圆管中紊流的速度分布和Nikuratse测得的圆管中紊流的速度剖面图确定的层流边层的区域范围,推导出层流边层厚度的计算公式,提出一个新的水力光滑圆管临界雷诺数计算模型.经试验数据验证,新计算模型确定的临界雷诺数与试验点符合很好.     

天然气管道设计方程的推导与应用

基于质量守恒和动量守恒原理,由管内可压缩流体的基本微分方程推导出不忽略动能项的精确解析方程式.该方程给出了流量、入口压力、出口压力之间的函数关系,适用于层流和紊流及任意布局和地形方位管道工程问题的研究.实例分析结果表明,该方程预测结果与现场数据吻合较好,可用于求解复杂管网的工况和问题,具有广阔的工程应用前景.     

埋地含蜡原油管道流动安全评价研究

介绍了含蜡原油管道流动安全评价研究的主要内容及国内外研究进展,认为管道流动安全状况与管输原油的流变性、管径、地温、土壤热物性、管道工作状态、管道腐蚀状况和泵配置等因素有关。指出使用不确定性分析方法进行管道流动安全评价研究面临两大挑战,即影响因素不确定性描述和凝管风险可接受标准的确定。建议进一步加强含蜡原油流变性研究和管道停输再启动安全评价方法研究,并开展管道流动安全等级划分标准、重要影响因素不确定性和凝管损失计算模型的研究。     

多起伏地形下油气混输管道的水力特性

油气混输与单相输送的水力特性因油气之间的滑脱有很大的不同,多起伏管道表现得更为明显。塔里木油田塔中401计量站至塔中四联合站输送管道(塔四联管道)累计起伏高度超过300m,起伏地形造成油气混输非常困难。利用多相流动态模拟软件OLGA对这种工况进行了动态模拟计算和分析,研究了影响管道混输的几个主要因素,并以管道混输启动参数对计算结果进行了验证。     

多相流输送中柱塞流的运动规律模型

在多相流管道输送中,柱塞流是常见的一种流动形式。为了给油气分离器设计提供理论依据,开展了柱塞流的形成及其发展规律的研究,并根据石油—天然气管道混合输送现场实测结果,综合柱塞流在水平管段、垂直管段和形状起伏的管段中的形成及发展模型,提出了适合于大口径、长距离管道的柱塞流运动规律。介绍了在多相流中柱塞流的模拟计算方法,该方法可应用于全地貌的管道输送分析,扩展了其应用范围,通过对实验结果的分析得出,柱塞的发展变化不仅与柱塞大小和速度有关,而且还与管道倾斜度有关,并且指出该计算方法能较好地预测柱塞的最大值及分布,同时说明模拟计算方法仍需完善,计算模型有待修正。     

管流剪切对改性原油流动性的影响

依据流体剪切形变的原理，导这中流体的剪切速率分布函数和当量剪切速率计算公式，提出了管道湍流的脉动剪切速率要领及其计算方法。按照当量剪切强度的相等的原则，给出了管道层流与湍汉及粘度计之间的等效剪切模拟基础，并指出通常把工业管道的管壁剪速作为当量剪切速率来模拟管道湍流剪切是不准确的，特别是高雷诺数时，把管壁剪速看作当是剪切速率的模拟试验会严重扩大工业管道中管流剪切的影响。文中给出的计算方法和模拟方法，     

管网最小平方和法初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,并作为迭代计算的初始值.根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立了初始流量分配的数学模型,用C 语言编制了计算程序.实例计算和分析表明,用最小平方和法求解各管段初始流量,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段的流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,数值计算的收敛速度大大提高.     

气液混输管道数据库

在国内气液混僵工艺研究中，由于缺少通用的气液混输管道的数据管理，处理和分析软件，施工极有价值的实验数据无法妥善管理，容易丢失，利用率相当低，因此，有必要建立一个气液混输管道数据库。     

油田集输管道介质多相流腐蚀数学模型研究

建立了多相流条件下油田集输管道介质腐蚀因素研究的数学模型。结合现场情况,研究了集输管道介质流速、含氧量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压、含水率7个因素对20号管材的腐蚀影响趋势,指出在集输管道中介质的流速、含氧量、细菌变化范围较大,是造成集输管道局部腐蚀的主要原因,低pH值和高矿化度的环境也加速了管道的腐蚀进程。     

积分模型求解管道两相流压降

采用积分模型计算管道沿程压降,将管道划分成均匀方形网格,每个网格和相邻网格在性质和参数上都不同,通过逐层迭代计算,并利用实测终端压强值进行校正,在误差允许范围内,模拟出管道中的两相流动状态以及各处压强变化情况。考虑了管道流动中流型的变化,即在各个不同区域的不同流型内分别利用公式定量地规范计算出各种流型下的结果,避免了单一流型笼统计算出结果的较大误差。     

油-水两相流研究及其软件在渤海油田的应用

油-水两相流是石油开采中的常见现象,具有独特的流动特征,给混输管道的安全、经济设计及混输管道腐蚀速率的确定造成很大困难。通过对多种油-水两相流的试验和理论研究,对油-水两相流现象和规律进行了分析,提出了流型和压降模型,并编制出油-水两相流的流型和压降预测软件,利用该软件对渤西油田和绥中36-1油田两条油水混输管道相关参数进行了计算,计算结果与油田实际完全吻合。     

管道不满流对装船计量的影响

南输成品油管道(抚顺至鲅鱼圈新港)末站油库装船管道经过翻越点后出现不满流管段,影响了末站装船计量的准确性。根据装船管道管路特征及运行工况,结合实际生产数据,对不满流管段运行状态进行了描述,分析了不满流管段对装船差量影响的原因,提出了解决差量问题的具体措施。