气液两相管道清管液塞头形状数值模拟和实验.pdf

第43卷第4期 当 代 化 工 V0]．43．N0．4 2014年 4月 ContemporaryChemicalIndustry April，20I4 气液两相管道清管液塞头形状数值模拟与实验 李立婉，万宇飞 (中国石油大学 (北京)城市油气输配技术北京市重点实验室，油气管道输送安全国家工程实验室，北京 102249) 摘 要 ：使用 CFX软件对清管过程液塞头进行数值模拟 ，水和气体作为连续相 ，采用VOF方法计算及欧 拉一欧拉类方法中的均相模型。模拟了管道中无液膜，以及不同厚度、不同流速液膜两种情况。并将 CFX软件 模拟结果与清管实验结果，文献中的实验结果进行对比分析，模拟结果与实验结果和文献中的数据吻合较好。 清管液塞头部的形状呈抛物线 ，管道中的液膜能够显著减小清管液塞的长度。 关 键 词 ：两相流动；清管实验；CFX模拟；液塞头长度 中图分类号：TQ018 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460(2014)04—0659—04 NumericalSimulationandExperimentof PiggingLiquidSlugHeadShapeinGas-liquidTwo-phasePipeline LlLi．wan．WANYu：fei (NationalEngineeringLaboratoryforPipelineSafety， BeijingKeyLaboratoryofUrbanOilandGasDistributionTechnology，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249) Abstract：BasedonthesoftwareofCFX，numericalsimulationOffliquidslugheadinpiggingprogresswasconducted withVOFmethodandhomogeneousmodelinEuler—Eulermethod．Waterandgaswereseenasthecontinuousphase． Twocasesofnoliquidmembraneandliquidmembranewithdifferentthicknessandvelocityweresimulated．Andthe simulationresult，piggingexperimentalresultna dresultin literaturewerecomparedandna alyzed．Theresultsshow thatthesimulationresultCna beidenticaltoexperimentalresultandresultinliteraturewell；Piggingliquidslugheadis likeparabolicshape；Liquidmembranecansignificantlydecreasethepiggingliquidsluglength． Keywords：Two—phaseflow；Piggingexperiment；CFX simulation；Liquidslugheadlength 在气液两相管道中，清管作业可以清除管道中的 mm，长 10m的三维管道。采用非结构网格，用软 积液，提高管道输送能力，保障管道的流动安全。国 件 ICEM进行网格划分。 内外学者对气液两相管道中的清管过程进行了大量 1．3 设置物性参数 的实验与理论研究，但在研究中并未考虑清管液塞头 域内流体为两相流，分别为水和 25℃时的空 的形状，液塞头的形状会影响清管液塞的长度以及阻 气，标定了两种物质都为具有常数物理属．I生的物质， 力，因此有必要对其进行研究。本研究使用 CFD软 热力学属性及传输属性中的相关参数均设