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第卷第期油气储运
气液两相流瞬态数值模拟
李晓平宫敬
中宫敬:气液两相流瞬态数值模拟,油气储运,,~。
摘要多相流动的瞬态数值模拟最常用的是双流体模型,由于受技术垄断的影响,其相关求
解资料较少。为此,通过采用有限体积法,将算法推广到两相流形成—算法,
用于双流体模型的求解效果较好,并开发了两相流瞬态模拟程序。
主题词两相流数值模拟—算法
中双流体模型是被业界广泛认可的模型,被称为最
一
一、前刖言舌可信赖的方法,它唯一的前提是假设介质是连续
的。双流体模型的求解一直是业界的难题。学
随着海洋、沙漠油田的开采,为了节省投资,混者们对双流体模型的研究结果存在矛盾,一方面认
输技术越来越受到重视,多相流动的瞬态数值模拟为该模型是不适定的,可得到奇异的方程组;另一方
已经成为研究的热点。瞬态数值模拟的关键首先是面却有人成功地求解了双流体模型,得到了稳定可
瞬态水力学模型,其次是有效的数值求解方法。靠的结果,著名的商用软件就是成功的例
根据不同的基本假设,现有的瞬态模型可以分证。但是出于技术垄断的目的, 的开发者不
为无滑脱的均相流模型、考虑滑脱的漂移通量模型、介绍模型求解的技术细节,被称为他人“无法重复其
分离的双流体模型以及简化的无压波模型四类。其工作”。为此,以下选择双流体模型为基本模型,
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, /, 姚安林:论我国管道风险评价技术的发展战略,天然气工业,
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,. 潘家华:我国近期油气储运事业的发展及几点建议,全国油气
, : 储运技术交流研讨会论文集,。

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收稿日期:卜
, 编辑:刘春阳
中国石油天然集团公司油科技中青年创新基金资助项目。
,北京市昌平区府学路;电话:。
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油气储运
采用有限体积法,将算法推广到两相流形——重力加速度,/。;
成—算法,并开发了两相流瞬态模拟——管道的倾角,对于水平管此项为零
程序。——液相与管壁的剪切力由封闭关系
决定,;
二、水力学模型——通用气体常数,。/。· ;
——温度,℃。
为简化起见,只考虑气、液两相情况,不考虑夹
带。假设流动是一维的,忽略参数在截面分布的不三、封闭关系
均匀性,即截面上各点压力、含气率、气液两相速度
相等,按截面平均值计算;液体是不可压缩的,气体模型中剪切力的计算与流型直接相关,采用
是理想气体;忽略温度的变化,假设流动是等温的; 的理论模型作为流型判别与转换
针对空气、水为介质,忽略质量传递项。准则。
通过选取微元体,依据质量守恒定律、动量守恒双流体模型中所需的封闭关系是流体与壁面,
定律,通过对截面上的流动参数进行积分空间平气体与壁面以及两相之间的剪切力单位管长。单
均得到双流体模型的方程组如下: 位管长剪切力等于剪切应力与湿周的乘积。
/一
一
。
式中——单位管长剪切