文丘里管內(nèi)濕天然氣流動(dòng)特性研究.pdf

1、濕天然氣流過(guò)文丘里管時(shí)，由于液相的存在會(huì)使壓差值比等量的氣相單獨(dú)流過(guò)時(shí)虛高。目前對(duì)文丘里管在濕天然氣測(cè)量方面已經(jīng)做了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究，但對(duì)其流動(dòng)特性依然沒(méi)有充分理解。各研究者都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù)均相流和分相流理論建立濕天然氣流量預(yù)測(cè)虛高模型。但是這些模型沒(méi)有考慮濕天然氣的真實(shí)流動(dòng)特性，誤差相對(duì)較大且使用范圍受到限制。此外，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，沒(méi)有對(duì)液相體積分?jǐn)?shù)較大的濕天然氣進(jìn)行研究。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法可

2、以克服實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，且精度較高需要的時(shí)間較短。因此，本文將采用CFD數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法對(duì)文丘里管內(nèi)濕天然氣流動(dòng)特性進(jìn)行研究。
　　首先，利用Fluent軟件采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和離散相（DPM）模型對(duì)文丘里管內(nèi)的濕天然氣進(jìn)行了數(shù)值模擬。經(jīng)過(guò)與英國(guó)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室NEL的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，數(shù)值結(jié)果的相對(duì)誤差在±5％以內(nèi)，平均均方根誤差小于2.22%，驗(yàn)證了CFD方法的正確性。隨后進(jìn)一步增大液相體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行模擬，獲得了濕

3、天然氣的流場(chǎng)分布云圖、液滴濃度分布云圖和壁面靜壓曲線，并對(duì)數(shù)值結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。
　　然后，以環(huán)狀—霧狀流為基礎(chǔ)建立了文丘里管內(nèi)濕天然氣靜壓分布模型，并利用Peining Yuetal和挪威SINTEF實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。與Peining Yuetal的靜壓模型相對(duì)誤差為±15%相比，該模型相對(duì)誤差在±7%以內(nèi)，性能有所改進(jìn)。結(jié)果表明影響總壓降的主要因素是加速壓降，其次是摩阻壓降，液滴夾帶壓降的影響相對(duì)較小。