文档介绍：2010 年第 29 卷第 8 期
油气储运
Oil & G as Sto rag e and T ransportatio n
综
述
575
油水两相分散流液滴分布特性研究进展
吕宇玲
何利民
何正榜
罗小明
( 中国石油大学( 华东) 储运与建筑工程学院)
吕宇玲等. 油水两相分散流液滴分布特性研究进展. 油气储运, 2010, 29( 8) : 575- 578.

摘要: 综述了油水两相流液滴分布特性的国内外研究现状, 介绍了油水两相分散流液滴的形成
机理, 讨论了液滴在管道中聚合与破裂的原因和过程, 着重分析了液滴粒径及其分布的主要影响因
素。研究表明: 在油水两相分散流中, 液滴的聚合与破裂受湍流应力, 各相粘度、密度和界面张力的
影响, 液滴的破裂和聚合决定了液滴的粒径和分布, 液滴的粒径和分布与油水物性、管材、油水两相
流速度等因素有关。

主题词: 油水两相流; 液滴; 粒径; 分布特性; 分散流; 研究进展

采用油气水混输技术可以减少油气田开采初期 W icks[ 1] 和 T rallero[ 3] 等分别于 1975 和 1995 年基
的巨额投资, 近年来, 随着石油勘探开发向海洋和戈于界面 K- H 不稳定性提出的, 他们从相界面稳定
壁沙漠转移, 对油气水混输技术的研究日益深入。性的角度出发, 认为 K - H 不稳定性会导致相界面
油水两相分散流型是混输管道的常见流型之一, 其的不稳定性波动, 波幅增大的过程中, 即使碰到微小
典型特征是在管道中存在大量粒径不一的液滴( 油的剪切, 波动也会破碎, 进而形成液滴。
滴或水滴) 。液滴粒径及其分布特性很大程度上取 2007 年, Wahaibi 等人[ 4] 采用高速摄像技术研
决于连续相湍流的紊乱程度和剪切作用, 已有的研究了油水两相流中液滴夹带的出现和液滴的形成机
究成果表明: 液滴的数量和空间分布对管输混合物理。通过目测观察和图像分析, 提出了相似的观点。
的粘度和终端的油水分离处理具有强烈的影响, 在他们认为 K- H 不稳定性会引起油水界面的波状
求解界面密度和传热时, 液滴粒径是非常重要的参扰动, 使波幅增大, 但界面张力和重力却起到了稳定
数; 但有关液滴粒径与混合物粘度的关系, 迄今未见界面的作用。当湍流扰动力大于稳定力时, 界面将
文献报道[ 1] 。在油水两相分散流中存在反相、液滴变得不稳定, 随着波动的不稳定性增强, 当作用在波
的破裂和聚合等复杂现象, 受实验手段和条件的限峰上使其变形的阻断力大于使波动保持稳定的表面
制, 目前对液滴及其分布特性的研究比较薄弱。深张力时, 最终形成液滴。
入研究液滴粒径和分布, 可以更好地描述分散流的
流动特性, 建立更符合实际的分散流模型, 对指导实 2 液滴的破裂与聚合
际生产具有重要意义。
在油水两相分散流中, 液滴的破裂和聚合决定
1 液滴的形成机理了液滴粒径的分布。在疏相分散流中, 液滴浓度较
低, 发生相互碰撞的概率较小; 而在密相分散流中,
针对液- 液两相分散流液滴的形成机理, 有些液滴浓度较高, 发生相互碰撞的概率较大。大多数
学者进行了试验和模拟研究, 形成了不同的观点: 一研