水平管氣液兩相高聚物減阻流動的研究.pdf

1、利用添加劑降低輸送管道系統(tǒng)的摩擦阻力，提高輸送量，對節(jié)約能源和設(shè)備投資，具有重要意義。本文在前人研究添加劑、湍流理論、單相流減阻效應(yīng)和多相流流動特性的基礎(chǔ)上，開展了高聚物對水平管氣液兩相流影響的研究。從驗(yàn)證壓力梯度模型和減阻模型入手進(jìn)一步研究和探索了高聚物對氣液兩相流的減阻機(jī)理。通過壓力梯度模型得出，水平管氣液兩相流的壓力梯度主要是由界面摩擦力、液滴夾帶和氣體壓力引起的，并界定了該模型的應(yīng)用范圍。通過減阻模型的驗(yàn)證得出，其預(yù)測值和實(shí)驗(yàn)數(shù)

2、據(jù)誤差小于5％；發(fā)現(xiàn)在不同的氣體折算速度和液體折算速度時，界面摩擦力和液滴夾帶交替占據(jù)著水平管氣液兩相流處于環(huán)形流型時減阻機(jī)理的控制地位；還發(fā)現(xiàn)管道直徑和管道系統(tǒng)的絕對壓力影響著界面摩擦力和液滴夾帶在減阻機(jī)理中的相對作用大小。 然后運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的方法對水平管氣液兩相流流型進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬了保持液體流量不變逐漸增大氣體流量和保持氣體流量不變逐漸減小液體流量對水平管氣液兩相流流型的影響，選定了用于模擬氣液兩相在管道

3、中流動的模型—VOF模型，采用非穩(wěn)態(tài)、隱式分離求解算法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，對管道內(nèi)流型進(jìn)行分析。在確定Fluent模擬出的流型圖和曼德漢流型圖基本吻合后，進(jìn)一步研究了不同濃度的高聚物水溶液對水平管氣液兩相流流型的影響。通過對比可以直觀地看出管道中心的液滴夾帶減小，管道底部液膜的增多，但從界面摩擦力的角度來解釋多相流減阻機(jī)理仍具有局限性。 減阻模型預(yù)測和兩相流流型模擬在一定程度上說明了高聚物在兩相流的減阻機(jī)理，還有許多空間需要進(jìn)一步深入