Ω型管的气液两相流动调整作用数值模拟研究

作     者：蒋亚莉 邢兰昌 华陈权 耿艳峰 JIANG Ya-li;XING Lan-chang;HUA Chen-quan;GENG Yan-feng

作者机构：中国石油大学(华东)信息与控制工程学院青岛266580 

基　　金：国家自然科学基金(51306212) 山东省自然科学基金(ZR2013EEQ033) 青岛市自主创新计划(15-9-1-19-jch) 中央高校基本科研业务费专项资金(16CX05021A和15CX08014A)资助 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2017年第17卷第4期

页      码：32-39页

摘      要：为了开发基于流动调整机制的严重段塞流抑制方法,提出了一种新型流动调整装置——Ω型管,应用数值模拟方法对Ω型管内气液分层流的流动特性进行了研究,探讨了Ω型管的基本单元个数(N)、基本单元之间的距离(d/D)、主弯管弯曲半径与管径的比值(r/D)、入口气液相流速(气相和液相折算速度,U_(SG)和U_(SL))等结构参数和流动条件对Ω型管气液两相流动调整作用的影响规律。研究结果表明:①Ω型管能够实现"液相对气相阻塞"和"气相对液相携带"两个物理过程,从而将分层流转变为间歇流型;②增加N和提高r/D均可增加上述物理过程的循环周期,N的增加为更多气相先于液相通过主弯管(气相被阻塞阶段)提供了条件r/D的提高有利于增加主弯管上游的液相累积量,使气相能够携带更多的液相通过主弯管(液相被携带阶段),使得Ω型管下游液相含率波动性增强、气液两相流动特性间歇性增强,从而增强Ω型管对分层流的流动调整作用;d/D的增加影响作用不显著;③U_(SG)不变、U_(SL)增加有利于增加主弯管上游的液相累积量,为气相携带更多的液相提供了条件;增加P导致U_(SG)降低,会减弱气相携带液相的能力;增加U_(SG)同时减小U_(SL)虽然可提高气相携带液相的能力;但液相供给的减少会降低液相的累积量,导致因气相携带而进入主弯管的液相减小,从而减弱Ω型管的流动调整作用。以上研究结果为优化设计Ω型管、探索其气液两相流动调整机理和应用于集输管线-立管系统提供了基础。

主 题 词：Ω型管 流动调整 严重段塞流 气液两相流 数值模拟 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 082002[082002] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2017.04.004

馆 藏 号：203216340...