油气混输管路中.PPT

第三节 油气混输管路 判断流态仍以雷诺数 为基准，以雷诺数等于1000作为判断层流还是紊流的标准。 由此，混输管路的压降可以由下式求出： 或 四、两相流压降计算式 Lockhart-Martinelli压降梯度计算法发表于1949年，是早期混输计算方法中较好的一种。后来的研究者认为，由于折算系数 、 、截面含液率 HL 和X 的关系曲线主要取自小管径数据，该法适用于管径较小、气油比不高的油气混输管路，随管径的增大，其计算误差增加。 奇斯霍姆（Chisholm）曾为折算系数、X的关系建立了函数关系式，他把两相管路压降梯度用下式表达： 四、两相流压降计算式 式中： 为两相管路的水力摩阻系数。 当全部为气相（ ）或全部为液相（ ）时，上式即转化为常用的单相流压降梯度表达式。 气相或液相的连续性方程可分别写为： （16） （15） 四、两相流压降计算式 将式（16）、（17）代入（15）得： （17） （18） 四、两相流压降计算式 假设： ，由式（8）、（6）、（18）得： （19） 四、两相流压降计算式 参数 X 在 的假定条件下可表示成： 由式（16）、（17）、（20）可得： （20） （21） 四、两相流压降计算式 将式（20）、（21）代入（19）得： 同理，可推导出： 式中： （4-114） （4-115） 四、两相流压降计算式 c 值由实验确定，奇斯霍姆推荐的系数 c 值列于表中。 系数 C 值表 tt lt tl ll 20 12 10 5 、 的计算结果与洛－马曲线吻合。 当气液两相都处于紊流流态时，分气相折算系数可用下式计算： 四、两相流压降计算式 2.杜克勒Ⅱ法 Dukler认为，在实际管路中气液两相的流速常不同，相间存在滑脱。只有在流速极高的情况下，才能近似认为两相间无滑脱存在。因此，杜克勒利用相似理论，并假定沿管长气液相间的滑动比不变，建立了相间有滑脱时管路压降梯度的计算方法，即杜克勒Ⅱ法。 四、两相流压降计算式 两相管路的压降梯度仍按I法公式计算，只是气液混合物密度计算公式有所变化。 式中： 气液混合物密度: 四、两相流压降计算式 c为系数，是体积含液率RL的函数，其回归关系式为： 四、两相流压降计算式 若气液流速相同，相间无滑脱， ，DuklerⅡ法与DuklerⅠ法的密度计算式相同， ，因而可把Dukler I法看作DuklerⅡ法的一个特例。 按照式 求混合物密度时，须要知道截面含液率HL。因此，Dukler利用数据库中储存的实测数据，得出截面含液率、体积含气率和雷诺数之间的关系曲线。 四、两相流压降计算式 （1）假设HL， （2）求两相混合物浓度 （3）求雷诺数 （4）查教材中图4－14 （5）如果 由RL查手册及资料得 c ，然后求 。 四、两相流压降计算式 由于数据库内实测数据的局限性，Dukler建议其Ⅱ法的适应范围为： （1）截面含液率为0.01～1.0，体积含液率为0.001～1.0； （2）管径不大于 英寸； （3）两相雷诺数为600～200000。 Dukler在建立了两种管路压降计算方法后，用数据库中的实测数据进行了校验。 四、两相流压降计算式 他认为：一般来说，I法优于L－M公式，Ⅱ法又优于I法。因此，Dukler法是现今气液两相管路流行的计算方法之一，并为一些教材所推荐。 四、两相流压降计算式 3.存在传质现象 （1）油气混输管路中，随着管线的延长，压力越来越低，有气体析出，此时气体的质量流量增加，密度增加；而液体的质量流量减少，密度增加。 （2）注蒸汽管路中，起点压力约在150～170大气压，温度为300℃，质量含气率约70％。随着压力的降低，散热量增加，质量含气率下降。 二、流型 4.流动不稳定 管路稳定工作时，各种流动参数，如压力、输量等，不随时间变化。在气液两相管路中，气液两相各占一部分管路体积，当气液输量发生变化时，各相所占管路体积的比例也将发生变化，这就会引起管路的不稳定工作，并且需要较长的时间才能重新达到稳定状态。 二、流型 Baker研究表明，从一种稳定状态到另一种稳定状态大约需要三天的时间。另外在某些流型下，如冲击流，即使管路起点气液输量保持不变，管路截面上的压力和气液输量也常有激烈的波动。因此，实测两相管路的各项参数比较困难。