石油天然气管道系统中的低含液气液两相流研究综述

低含液气液两相流广泛存在于石油管道系统中。对低含液气液两相流的两种典型工况(天然气生产井、长输管道湿气输送)进行了介绍,对低含液气液两相流动的研究现状进行了总结,提出未来模拟实验的工况应力求接近实际,为低含液气液两相流动的实际应用提供可靠的流动保障方案。

微倾管中低含液率气液分层流临界携液流速预测模型

湿天然气会在管道低洼处形成积液,不仅影响输送效率,而且有可能腐蚀甚至堵塞管道,因而准确预测气体的临界携液流速对于预防上述现象具有重要的意义。为此,针对微倾管中低含液率气液两相分层流,基于气液两相流动量平衡方程和新的气-液界面形状闭合关系式,建立了考虑液滴夹带的临界携液流速预测模型。结合实验数据,对新模型和FLAT模型、ARS模型、双圆环模型、MARS模型进行了验证和预测结果对比;并在此基础上,利用新模型分析了管道倾角、运行压力、液相密度以及天然气组分对微倾管道中天然气-水、天然气-60%甘油/水分层流临界携液流速和临界含液率的影响。研究结果表明:①随着管道倾角和液相密度的增大,临界携液流速持续增大,临界含液率逐渐减小;②随着运行压力和天然气中重组分含量的增大,临界携液流速持续减小,临界含液率逐渐增大。结论认为,新模型预测结果与实验值吻合度较高、预测精度较高,可用于预测湿天然气管道中的临界携液气体流速。

低含液管线内液膜厚度分布特性的试验研究

湿气集输管线内存在低含液气液两相流动。利用相似准则建立试验管道,结合螺旋测微器设计出瞬时液膜厚度测量装置,对低含液管线内液膜厚度分布特性进行研究。结果表明:液膜具有波动性,水平管内液膜主要集中在底部,两侧存在薄液膜。同一表观气速下,随着表观液速的增加,液膜分布范围变大,最厚值先变小后增大;同一表观液速下,随着表观气速的增加,弯头下竖直管周向液膜最厚值和最薄值变小,周向等效均匀液膜厚度变小。

低含液输气管线内两相流动及其CO_2腐蚀研究进展

综述了国内外关于低含液近水平管气液两相流动的实验进展,总结了管内液相流动分布特征,阐述了输气管线内CO_2腐蚀机理、腐蚀预测模型与两相流动下CO_2腐蚀行为,最后展望了这一交叉学科研究领域的发展方向。

低含液输气管道内积液特性研究现状及展望

管道的湿气输送过程是典型的低持液率气液两相流工况。从湿气输送过程积液形成的机理出发,分析了流体性质、输送条件、管道结构3类参数对积液形成的影响规律,结果表明管道倾角、管径、气液比是积液形成的主要影响因素。回顾了理论模型的发展历程并对比分析了不同模型的精确性,阐述了各稳态和瞬态模拟软件的适用范围和优缺点,介绍了超声波等无损检测技术在流型识别和积液高度检测领域的应用现状,进而分析了3种方法各自存在的不足,展望了未来的研究方向可以从多起伏大倾角粗管径室内实验工况、高精度可视化多相流模拟器以及高精度易操作非介入式检测技术开展,为集输管线的积液消除和管线长周期安全运行发挥关键支撑作用。

低含液输气管道内液滴时空分布特性的数值研究

基于Euler-Eulerian两相流模型,采用CFD软件对低含液输气管道内不同粒径分布的液滴群空间分布以及随时间的变化规律进行了研究。利用边界层网格与增强壁面函数得到了近壁面处边界层内的速度分布:水平管内液滴群主要集中在管路底部区域;弯头内二次流促使液滴群向弯头外侧运动;上弯头后的竖直管内二次流依然存在,液滴群主要集中在迎流侧;液滴群的波动随着时间具有周期性。

低含液率气液两相流液滴夹带现象分析

通过研究液滴夹带产生的机理,对夹带率计算模型的改进,可以更加完善持液率和压降的预测模型,应用于实际工程中能够进一步提高管道运输效率。

低含液管道内气液两相流动特性的数值研究

基于管内气液两相流动理论,建立了低含液管道两相流动数学模型,对管路内气相流场、液滴空间分布进行了研究。结果表明:运用边界层网格与增强壁面函数相结合的方法,能够很好地模拟近壁处流场;水平管内液滴群主要集中在中下部区域;弯头内离心力促使液滴群向外侧运动;受上游弯头的影响,竖直管内存在一对涡核,沿流动方向,竖直管右侧液滴群浓度逐渐下降,液滴群分布范围变大,有向左侧运动的行为。

含砂低液限粉土填筑路基压实机理及施工技术研究

以邯 (郸 )—临 (清 )公路工程中的路基关键技术问题为研究目标 ,对含砂低液限粉土的物理、力学性能及振动压实规律进行了全面系统的科学试验及理论分析 ,探索了粉性土填筑路基的压实机理及影响因素 ,提出了一套行之有效的粉性土路基压实施工工艺 。

含砂低液限粉土路基压实标准的探讨

通过含砂低液限粉土物理性能、标准击实和固结压缩的室内试验研究 ,分析了其压实特性 ,得出了结论 :该类土的击实曲线离饱和曲线较远 ,说明土的孔隙中空气体积较大 ,土并未达到真正的密实 ,按现行的压实度指标控制压实 ,标准偏低 ;黄河冲积形成的低液限粉土 ,其粉粒含量高 ,粒径比较均匀 ,粘土颗粒含量极少 ,塑性指数低 ,砂粒和粉粒之间的空隙没有更多的细小粘粒来填充 ,这是造成粉土难以压实的内在原因 ;压实度K =90 %时 ,孔隙比e>0 .7,土处于疏松状态 ,说明该压实度区存在较大的压缩性 ,应取消 90 %压实度区 ;提出了以空气体积率作为该类土的压实控制标准 。

石灰改良含砂低液限土在高速公路拓宽路基中的应用研究

在室内通过对不同石灰剂量稳定的含砂低液限粘土的击实试验和CBR试验,研究了其击实特性和水稳定性,确定了石灰的合理掺量。试验结果表明:石灰掺量为3%、4%时相对未掺石灰的含砂低液限粘土水稳定性明显提高;最大干密度随掺灰量增加而降低,掺量超过4%后,降低幅度减小并趋于稳定,最佳含水率变化规律则相反,确定石灰合理掺量为4%;最后确定了路基93、94区采用掺灰3%稳定土、96区采用掺灰4%稳定土的技术方案。对路基填筑后的沉降观测表明:沉降速率满足要求,路基较为稳定。

加固的含砂低液限粉土收缩性能研究

利用新研制的收缩仪测定了石灰、水泥、粉煤灰等加固含砂低液限粉土类半刚性材料的干缩、温缩系数 ,分析了收缩机理及影响因素 .

含砂低液限黄土路堤压实性能试验研究

为提高含砂低液限黄土路堤的压实效果，对神河高速公路K65＋950～K66＋139路段进行了研究。测定了路堤填土的天然含水率、颗粒组成、密度和界限含水率等指标，确定了6套压实方案并分别进行了现场压实试验。通过对压实效果的对比分析，提出了“羊角碾（弱振2遍＋强振2遍）＋光轮压路机（强振2遍静压＋2遍收面），松铺厚度35 cm ，最佳含水率方案”为推荐方案，提出了含砂低液限黄土路堤压实施工工艺。

含砂低液限粉土底基层加固技术试验研究

针对邯 (郸 )临 (清 )公路工程中的低液性粉土 ,选择了多种加固方案 ,测试了每种加固材料在不同龄期的各项力学指标 ,分析了其加固机理 ,为邯 (郸 )临 (清 )

含砂低液限粉性土在路基工程中的应用

本文主要针对路基工程实例,来对含砂低液限粉性土的应用进行了简要的分析。通过对粉土的物理性质以及在工程应用中所具有的特色,总结出可用来提高粉土路基工程质量的方式。希望通过本文的探究,能够为相关的人员提供一定的借鉴和参考。

季节冻土区含砂低液限黏土冻融过程试验研究

为研究季节冻土区含砂低液限黏土在不同埋深地下水补给时的单向冻融过程,采用由箱体、制冷/热系统和地下水补给系统等构成的冻融系统装置,对大尺寸土体模型进行单向冻融试验。试验结果表明:在冻融过程中,各土层平面的温度、含水率与冻融量均分布不均匀,且三者之间相互影响;在地下水补给下,土体的冻胀量大于融沉量,且融沉时长小于冻胀时长;不同埋深地下水对冻融的影响主要表现在对土体冻前初始含水率的影响,进而影响温度梯度和冻结锋面的变化,进一步影响未冻水的迁移、冻胀量和融沉量等发展,因此,冻融作用为温度场、水分场和位移场等复杂的多场耦合作用的结果。

含砂低液限粉土在太长高速公路路基中的应用

介绍了太(原)—长(治)高速公路施工中,针对含砂低液限粉土路基难以施工,路基压实度难以控制等问题进行探索和研究,分析了含砂低液限粉土的施工特点和施工性能,影响压实的因素与控制措施,总结了含砂低液限粉土路基施工经验。

重锤夯实在含砂低液限黄土路基压实中的应用

介绍了含砂低液限黄土对公路的影响因素,并对试验路段重锤满面夯实试验原理、目的、步骤进行了说明,同时运用理论方法对试验数据进行了分析,结果表明:路基满面夯实可以有效减小含砂低液限黄土高填方路基工后沉降,提高路基压实度。

广连高速含砂低液限黏土路基压实控制标准研究

为研究广东湿润多雨地区细粒土路基压实控制标准,对广东广连(广州—连州)高速公路典型天然含水率偏高含砂低液限黏土开展基本物理性质、重型湿法击实、浸水CBR(加州承载比)和固结试验,利用容量瓶法测定土样的吸附结合水含量,分析吸附结合水对含砂低液限黏土击实特性、强度、水稳性和压缩性的影响。结果表明,吸附结合水含量与塑限成正相关关系;含砂低液限黏土中吸附结合水具有类似固体的性质,且在路基运营期始终稳定;初始含水率低于吸附结合水含量时,含砂低液限黏土CBR试件浸水后的膨胀量显著增强;吸附结合水对含砂低液限黏土在高含水率状态下保持一定CBR强度和低压缩性起到积极作用;压实度控制下限值与吸附结合水含量和最佳含水率相关。