应用机械工程学报

抽象的

垂直管道气液段塞流流体动力学特性的数值研究

Massoud EZ、Xiao Q、Teamah MA 和 Saqr KM

多相流应用十分广泛，包括核能、化工和石油工业。多相流中最重要的流型之一是油气生产系统中经常遇到的段塞流。段塞问题可能导致下游加工设施被淹没、管道严重腐蚀和管道结构不稳定，进一步引起油藏流量振荡和油藏管理不善。在本研究中，使用商业代码 ANSYS Fluent 中实现的流体体积 (VOF) 方法，利用计算流体动力学模拟研究垂直管道中的两相段塞流。粘性力、惯性和界面力对两相段塞流的流体动力学特性有显著影响。可以通过引入一组无量纲数来研究这些力，即逆粘性数 Nf、厄特沃斯数 Eo 和弗劳德数 FrTB。该模拟考虑了两相段塞流的流体动力学特征，包括：泰勒气泡的形状、气泡轮廓、降膜速度和厚度、尾流流动模式以及壁面剪切应力分布。CFD 模拟结果与以前的实验数据和文献中的模型高度一致。