ljf多相流题型汇总

1、第一章 气液两相流动基本参数1 请简述原油和天然气之间的互溶特性对长距离混相输送管道的影响。（15分）答：原油和天然气是两种互溶的流体，在输送压力和温度条件下，天然气中较重的组分会部分地溶解于原油中，使液相数量增多、密度下降、粘度减小，气相则数量减少、密度下降、粘度增大，即在两相管路的气液界面上不但有能量的传递，还有质量的交换。所以长距离混输管路中，气液两相的数量和物性沿管长而变化，是管路压力和温度的函数。2.试推导质量含气率x与体积含气率的关系。（15分）3.试推导用截面含气率与质量含气率x表示的滑动比s的表达式。（10分）4.试推导截面含气率与体积含气率的关系。（15分）5.试推导用滑动比

2、s和质量含气率x（干度）表示的两相流动混合密度f的表达式。（15分）解：所以两相混合流动密度为：6.试证明当气相速度与液相速度相等时，两相混合物的真实密度与流动密度相等。（20分）7.试证明当气相速度与液相速度相等时，截面含气率与体积含气率相等。（15分）8.内径30mm的管道，汽液混合流动，分层流流型。在测试条件下气体的流量为0.014m3/s。液体的流量是0.00146m3/s，当地液相流速是2.8m/s。求当地气相流速。（15分）9.内径60mm的管道，汽液混合流动，分层流流型。气体速度为16m/s，在测试条件下气体的流量为0.018m3/s，液体的流量是0.000464m3/s。求当地

3、液相流速。（15分）10.内径50mm的管道，汽液混合流动，分层流流型。气体速度为20m/s，在测试条件下气体的流量为0.018m3/s，液体的流量是0.0004254m3/s。求当地液相流速。（15分）第二章 气液两相流动模型1 请简述气液两相流型的划分及各自的流动特点。（15分）答：水平管道气液两相管流的流型可分为：泡状流、气团流、分层流、波浪流、段塞流、环状流和雾状流。而垂直管道中有：泡状流、弹状流、段塞流、环状流和雾状流。其各自的流动特点为：a. 泡状流：气量较少，以气泡形式分布在管内与液体共同流动。液相为连续 相，气相为分散相，气体以接近球形的泡状分布于液相中，水平管道上疏下密，垂直

4、管道均布。b. 气团流：气量增加，气泡结成气团，气团基本与液体等速流动。气相分散，液相为连续，水平管道气泡多聚于顶部，垂直管道，气相聚于轴线附近。c. 段塞流：气量大，吹起液体形成段塞。气液都不连续，气液相间流动。水平管道中，流速不均匀，不稳定，垂直管道中，滑移现象明显，并有液膜向下流动。d. 波浪流和层状流：气量加大，气液两相有各自的流道。气液相均为连续相，水平或小倾角管中存在。e. 环状流和雾状流：气量特大，液体被压至管壁上或漂在气体中。气相连续，液相基本上是分散相。2.简述在管道多相流动研究中，均相流模型的基本思想和适用的流型范围。（10分）答：（1）基本思想：把气液混合物看成为一种均匀

5、介质，因此可以把多相管路看作单相管路来处理。 （2）在均相流模型中作了两个假设：a.气相和液相的速度相等，因此管路的截面含气率和体积含气率相等，气液混合物流动密度和真实密度相等。b.气液两相介质已达到热力学平衡状态，气液相间无热量的传递，所以密度仅是压力的单值函数。 （3） 适用流型：泡状流、气团流和雾状流。3.简述在管道多相流动研究中，分相流模型的基本思想和适用的流型范围。（15分）答：（1）基本思想：把管路内气液两相得流动看作是气液各自分别的流动。（2）基本假设为：a.两相介质有各自的流动截面和平均流速。b.相间可以有质量交换，但处于热力学平衡状态。（3）适用的流型：分层流，波浪流和环状流

6、。4.试述在石油管道多相流动计算中，用于描述流体热力学特性的黑油模型与组分模型各自的特点。（15分）答：（1）黑油模型：优点：计算简单，适用范围宽，速度快缺点：粗糙，不易深入，专用（2）组分模型：优点：精确，分析深入，组分通用缺点：复杂，范围小，速度慢第三章 流型判别与转换准则1如下图所示，当时，求证其中：（20分）2 某混输管道，d=0.25m，在标准状态下气体流量Q=0.77m3/s，=0.722Kg/m3，在管路的平均温度和平均压力下Qoil =0.008m3/s，=8.7 Kg/m3，。试用曼汉法求流型。（15分）查图可得：此时为分层流型。第四章 水平和倾斜两相流管道压降计算1某油气混

7、输管线，参数如下：L=1000m，d=0.081m，Qoil=1.157 kg/s，g=24.37Kg/m3，oil=840 Kg/m3，g=1.2×10-5Pa.s，0il=10×10-3Pa.s，Z=0.978，原油体积系数Bo=1.03，溶解汽油比Ss=4.3 m3/m3，拌生气相对密度g=0.75，平均温度T=323 K，气油比=84.03 m3/m3，标况下空气密度a=1.205，标况压力Po=0.101MPa（绝），标况温度To=293K。请用Dukler法计算管道压降P。（25分）2.某水平石油管道内径0.18米，天然气的密度是6.2公斤/米3，粘度是0.00

8、0012帕·秒，气相流量0.034米3/秒；原油的密度是810公斤/米3，粘度是0.005帕·秒，液流量0.012米3/秒。试用L/M法计算管道的压降梯度。（25分）3.简述起伏地形混相输送石油管道的压降高于水平管道的原因。（15分）答： 多相管道在下坡段能量不能全部回收；多相管道在上坡段液相可能回流，增加相间损失；更容易形成段塞，造成剧烈的压力波动；在上坡段液相流速减慢，持液率增加，气相流通面积下降，使摩阻增加。4请简述弗莱尼根（Flanigan）的起伏混输管道压降计算方法，并写出Flanigan关系式。（15）答：（1）弗莱尼根（Flanigan）方法的基本思想为：a.

9、 起伏混输管流上坡段由于高差而产生的压力损失要比下坡段所能回收的压能大得多。因此可以忽略下坡段所回收的能量。b. 起伏混输管道由于爬坡而引起的位差压力损失与管道爬坡高度的总和成正比，而与管道爬坡的倾斜角、管道两端的高差关系不大。c. 上坡段的位差压力损失，随着气体流速的增加而减小。（2）计算公式为： ，其中Fe为起伏系数，5.某石油管道长1200米，上下坡段各600m，管道倾角为2°（如下图所示），管内径0.25m，在管道平均温度和平均压力下，原油流量为0.018m3/s，密度为820Kg/m3，粘度是0.005 Pa.s；天然气的流量是0.043 m3/s，密度是6.2 Kg/m3，粘度是0.000012 Pa.s。试用杜克勒法计算管道压降（15分），用弗莱尼根法求升举压降。（10分）注：混合流体粘度和起伏系数按下式计算，忽略加速度引起的压降。， 600米 600米第五章 其他1 质量含气率为0.05的汽水混合物流经大头直径50mm，小头直径25mm的水平突缩接头，质量流量为0.7Kg/s，空气的密度是5.14 Kg/m3，水的密度是987.1 Kg/m3，求通过此接头的局部阻力。（15分）A1/A200.20.40.60.81.0Ac/A20.5630.5