胶凝原油颗粒变形的数值模拟研究

在胶凝原油水力悬浮输送过程中,胶凝原油颗粒在复杂的相间作用力下发生变形。本文基于VOSET方法对胶凝原油颗粒在水力悬浮输送过程中的变形进行模拟研究,颗粒变形后的长短轴通过Image Pro Plus图像处理软件确定,变形的大小用变形度衡量。模拟结果表明,在水流的剪切作用下圆形的颗粒逐渐发生变形,变形后的原油颗粒接近椭圆形。在给定的模拟条件下,当温度分别为55℃(原油属于牛顿流体)、46℃(原油属于假塑性流体)、40℃(屈服假塑性流体,并呈现胶凝状态)时,原油颗粒的出口变形度分别为59.38%、47.29%、32.47%,胶凝原油颗粒的变形度最小。通过机理分析,明确了胶凝原油颗粒变形受流场的剪切作用、原油的屈服值和剪切稀释性共同影响。

油水两相间界面张力系数对胶凝原油单颗粒运动状态影响的数值模拟研究

利用相场法对胶凝原油单个颗粒的运动状态进行数值模拟,分析了不同油水两相间的界面张力系数对胶凝原油原油颗粒运动的影响。结果表明,油水两相间界面张力影响胶凝原油颗粒在运动中的形变,界面张力越大胶凝原油颗粒变形越不明显。胶凝原油颗粒的形变影响颗粒上各点的速度,形变越剧烈胶凝原油颗粒上点的速度变化幅度越大。模拟结果为进一步开展胶凝原油颗粒流动特性的研究奠定了理论基础。