管输水合物浆液流动特性研究
Study on Flow Characteristics of Hydrate Slurry in Pipeline
以风险控制理论为基础的水合物浆输送技术作为常规天然气输送技术的替代,已经引起了广泛研究,但目前研究尚处于初期研究阶段并未得到完善的理论依据和研究结果.水合物浆流动特性作为水合物浆安全输送技术的关键,对水合物浆各流动参数在流场中的分布规律、低流速时颗粒沉积特性展开研究,可以为水合物浆安全输送提供一些合理依据.本文以颗粒动力学为基础建立了适合水合物浆流动的两相模型,并在确定影响因素和验证模型正确性的基础上,对浆液输送速度大于临界沉积速度的管内浆液悬浮流进行了模拟,得到了浆液流场特性以及流动参数在流场中的分布规律.研究结果表明:浆液流经弯管弯曲段时管内流速、颗粒浓度、湍动能、湍动能耗散率等参数均重新分布;管内压降随颗粒体积分数变化呈现分段特性;采用等效长度法计算了弯曲段等效压降值,计算结果与文献值吻合.最后针对低流速输送条件下,水合物颗粒在管内的沉积过程和沉积特性,建立了水合物浆沉积流动模型,对颗粒沉积进行了研究.结果发现:模型计算结果、数值模拟结果和文献值吻合较好;沉积床厚度影响因素研究结果表明浆液流速、颗粒粒径、颗粒密度、颗粒体积分数、壁面条件和管径对水合物浆在低流速下的沉积均存在不同程度的影响,水合物浆安全输送过程中应该综合考虑各因素影响.
- 作者：
- 王晓娅
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 油气储运工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 江国业
- 中图分类号：
- TE832
- 关键词：
- 水合物浆；数值模拟；流动特性；悬浮流；沉积床
- Hydrate slurry; Numerical simulation; Flow characteristic; Suspension flow; Sedimentary bed;