水平气液两相管流计算方法对比研究

71/85重庆科技学院毕业设计（论文）题目水平气液两相管流计算方法对比研究院（系）石油与天然气工程学院专业班级油气储运工程2009级学生姓名学号指导教师职称评阅教师职称2013年5月30日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数许多于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数许多于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错不字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师龙学渊的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的讲明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）：2011年6月8日摘要随着石油、化工和核能等工业的进展，人们对气液两相流淌的问题日益引起重视。在石油、化工、锅炉和核反应堆装置中，广泛地遇到气液混合物在倾斜管道中的流淌。在油、气井开采石油或天然气的过程中，几乎不可幸免的药涉及到多相混合流体的运动。当油井生产时，天然气也被同时采出，而且经常还含有水。气液两相流体时流体力学的一个新的分支，它研究气体与液体两相介质在共同流淌条件下的流淌规律。两相流淌是指固体、液体、气体三个相中的任何两个相组合在一起、具有相界面的流淌体系。能够由气体-液体、液体-固体或固体-气体组合构成，是自然界和工业应用中一种常见的流体流淌现象。本设计要紧是应用三种单模型和一种组合模型对管道的压力损失进行计算。同时对计算结果和给出的现场实际测量值进行比对和误差分析。在设计过程中，依照任务书给出的管线长度及原油和天然气的参数，计算混输管道内混合物的参数，接着确定三种单模型对管道分段进行压降的计算，然后用一种组合模型再次对管道分段进行压降计算。最后将计算结果与实际测量值进行误差比对。关键字：水平管道气液两相流计算模型误差分析ABSTRACTWiththepetroleum,chemicalandnuclearindustries,gas-liquidtwo-phaseflowpeoplepayattentiontothegrowingproblem.Inthepetroleum,chemical,boilerandnuclearreactorsdevice,widelyencounteredgas-liquidmixtureinaninclinedpipeflow.Intheoilandgasexploitationofoilorgasintheprocess,almostinevitablyinvolvemultiphasemixturedrugfluidmovement.Whenoilproduction,naturalgashasalsobeenminedsimultaneously,andoftenalsocontainwater.Gas-liquidtwo-phaseflowwhenanewbranchoffluidmechanics,whichstudiesthegasandliquidtwo-phaseflowconditionsinthecommonmediumflowrule.Two-phaseflowisasolid,liquid,gasphase,anytwoofthethreephasesarecombined,aflowsystemwiththeinterface.Bygas-liquid,liquid-solidorsolid-gascombinationsthereof,naturalandindustrialapplicationsisacommonfluidflowphenomena.Thisdesignistheapplicationofthreekindsofsinglemodelandacombinedmodelofthepipelinepressurelosscalculation.Andgiventhecalculationresultsandactualfieldmeasurementsforcomparisonanderroranalysis.Inthedesignprocess,accordingtothemissionstatementgivenlengthofthepipelineandoilandgasparameters,calculationofthemixturemixedpipelineparameters,andthenidentifythreekindsofsinglemodelforpressuredropcalculationspipelinesegment,andthenuseacombinedmodelsegmentsofthepipelineagainforPressureDrop.Finally,thecalculatederrorvaluewiththemeasuredcomparison.Keywords：HorizontalpipeTwo-phaseFluidCalculateError目录TOC\o"1-3"\h\u301581绪论 1244361.2国内外研究现状分析 2227681.2.1多相流混合物参数的研究 3120331.2.2多相流淌型态的研究 375771.2.3多相流压降的研究 3204511.3研究目标和研究内容 485141.3.1研究的目标 4283861.3.2研究内容 444752两相流差不多概念 5218092.1流淌型态 5239982.2计算模型 516542.2.1杜克勒方法 5196842.2.2弗拉尼根方法 5247772.2.3贝格斯-布里尔方法 6134993气液两相流淌的计算 7313473.1差不多参数的计算 7213343.2单模型计算管道的总压降 8159913.2.1杜克勒方法 8327393.2.2弗拉尼根方法 22180853.2.3贝格斯-布里尔方法计算 26222693.3组合模型计算管道的总压降 3999923.3.1管道流淌型态的确定 39263353.3.2管道持液率和摩阻系数的计算 39158443.3.3管道各个管段的压降计算 40168674误差分析 45298704.1绝对误差 45210324.2相对误差 464075结论 4724419致谢 4830374参考文献 491绪论1.1两相管流课研究的目的的及意义随着石油、化工和核能等工业的进展，人们对气液两相流淌的问题日益引起重视。在石油、化工、锅炉和核反应堆装置中，广泛地遇到气液混合物在倾斜管道中的流淌。在油、气井开采石油或天然气的过程中，几乎不可幸免的药涉及到多相混合流体的运动。当油井生产时，天然气也被同时采出，而且经常还含有水。气液两相流体时流体力学的一个新的分支，它研究气体与液体两相介质在共同流淌条件下的流淌规律。近些年来，在各大油田尤其是海上油田和沙漠油田的开发，多采纳将多井产出的油气水混合物集中到一起，然后统一输送到联合站或海岸在进行分离处理的混合输送方法。因此，如何更好的解决多相混输过程中流体流淌的水力热力设计计算中的各种新问题，降低生产成本节约能源，从而进一步提高经济效益这一问题就变得日益迫切了。此外，研究水平气液两相流流的意义还在于:1）在输送管道中，输送管道压力逐渐下降，轻烃油的烃组份的逐渐释放，形成气体和液体的流淌状态。同样，天然气管道在运输过程中的重烃组分，会形成低持液两相流。为了更好地掌握流体流淌的规律，更准确地描述了在石油和天然气在管道中流淌的介质，多相流是有必要进行深入的研究，以建立更准确的模型。2）在现场采集系统，井口属于大多数的两相或多相流的输出对象，在管道输送到分离器之前就差不多成为一个多相的输送，因此精确计算的采集系统的入口压力的是采集系统安全运行的关键。此外，当处于矿井的情况时，混合管道输送石油和天然气在经济上显着优于使用两个管道运送原油和天然气。3）在油藏工程中如何解决下列问题，准确地描述油藏，如何提高采输率，解决石油炼制烃类混合物泡点，露点，蒸发率等要解决的问题，需要使用这些多相流技术，尤其是气液两相流技术。随着技术的进展，多相流逐渐的变成了一门新的学术领域。总之，在研究多相流技术的有用价值和由此带来的经济利益，这是必要的对多相流进行系统研究。综上所诉，初步的研究方法要紧有两大类，一类是有限的实验数据的相关性分析，压降，持液相关规律。此方法仅适合于在特定条件，存在一定的局限性。要同时获得专门好的通用性，二相流的水力计算方法具有更高的精度，有必要建立适当的进行每个流的机制不同的流淌形态和特性不同的流淌机制和特性的研究下的流淌水力计算模型。最终来气水多相水力计算。1.2国内外研究现状分析从公元前一世纪，使用蒸汽推动铁球容器旋转，到19世纪，人们开始对渠道泥沙迁移问题开始观看研究。最后到了20世纪初，锅炉水力计算提出了明确的两相流问题。20世纪30年代中期，人们开始研究气液两相流的流淌形式，空隙率稳定性的问题，发挥了专门大的指导作用尤其在生产实践中。20世纪50年代后期开发的核反应堆产生的消融和沸腾传热问题，为了解决传热问题，进行了流淌沸腾流型和流消融状态图，高热流和两相临界流，瓦楞纸板冷凝技术。60年后，石油工业开始加大对研究相流技术的研究，航空航天，国防，化工的快速进展对多相流研究带动的更加活跃。20世纪80年代以来，随着计算机技术的快速进展，电子信息技术，气液两相流技术的进入更深入的研究。1.2.1多相流混合物参数的研究关于气-液两相管流的研究，一般差不多上从能量的平衡和质量的守恒的关系动身，计算管中的气-液混合物的密度，平均流速，压力梯度，压头损失和其他的相关参数的问题。早在1914年，戴维斯-韦德在大学发表了一份在简短的关于31.75毫米直径的玻璃管中空气抬升水的大量的实验数据。他们把管道摩擦系数与防滑系数试图作为独立变量，与单相流摩擦系数f曲线一致，因为当时没有考虑混合物的总密度，只是使用的水的密度，但后两个时期的研究并没有达到预期的效果，。通过近一个世纪以来，大量国内外学者研究的工作流模型预测多种力学模型的形成和进展。1.2.2多相流淌型态的研究在流型方面，一般是把流型划分为四种，即分离流（包括分层流，波状流和环状流），间歇流（包括空气质量流量和段塞流），分散流量（包括泡状流，分散气泡流淌，弥散流）等，因此，一些学者，依照管道中的流体的运动情况，将流详细的划分，如在Alves划分方法，他划分了8种流淌模式，气泡流、气团流、分层流、波浪流、段塞流、不完全环状流、环状流和弥散流等。在多相流的研究的过程中，有一个重要的参数是持液量。国际上差不多提出了专门多种的经验计算公式。最早在1949年马蒂内利提出的经验公式。依照滞留空气和各种液体在直径16-63.5毫米管垂直向上流淌获得的数据1962年Hughmark垂直管持液率相关计算工式1967年伊顿依照气—水在l00mm和50mm管的持液率数据得到的持液率在水平管道的关联图，为了方便在计算机上计算，2000年喻西崇等人分析和拟合了该关联图，能够专门容易地通过计算机实现计算持液率。在1964年，杜克乐（Dulker）依照数据库中的数据，得出了断面含液率，体积含液率和雷诺数之间的关系曲线图。为方便计算机模拟，石油大学的教授冯叔初等人。拟合成了关于该曲线图的具体表达式。1976贝格斯-布里尔提出了关于起伏管路的持液率相关计算公式。1.2.3多相流压降的研究研究压力降，洛克哈特-马蒂内利研究的最早，在1949年提出的水平管道摩擦压降的计算公式，然后在20世纪50年代中期的贝壳：还提出用他自己的流型图来判不流型，并依照不同的公式计算不同流型的压降。在现场，严格的水平管道是特很多见的，因此在1964年杜克勒提出了倾斜的管道计算方法，依照两相见是否有滑脱，又分为分为杜克勒1方法和2的方法。1976贝格斯-布里尔也进行了计算，在流型计算压降的基础上，他也给出了自己的流型判不，贝格斯-布里尔方法已被广泛使用，因为该方法不仅适合倾斜管道，同样也适用于水平管道。1.3研究目标和研究内容1.3.1研究的目标在管道输送过程中，气液两相混合输送远比单相输送更经济，但它的输送机理也更为复杂，因此有必要对多相流淌进行深入的研究。本设计以新疆石南油田基东混输管道为分析对象，进行多种多相管流计算模型的分析对比，设计两种以上的组合模型进行分析比较。1.3.2研究内容1）建立正确的流型。2）计算管道不同时刻个点的压降。3）模型的计算值与实测值的比较。4）对误差的分析。2两相流差不多概念两相流淌是指固体、液体、气体三个相中的任何两个相组合在一起、具有相界面的流淌体系。能够由气体-液体、液体-固体或固体-气体组合构成，是自然界和工业应用中一种常见的流体流淌现象。例如，液体沸腾、蒸汽冷凝、血液流淌及石油输送等，差不多上一些一般的两相或多相流淌体系。气液两相流体力学是流体力学的一个分支，他研究气体与液体两相介质在共同流淌条件先的流淌规律。两相流淌体系能够是一种物质的两个状态，也能够是两种物质的两个状态。因此，能够分为单组分两相流淌和双组份两相流淌，或者叫单工质和双工质两类。单组分两相流淌是由同一种化学成分的物质的两种相态混合在一起的流淌体系。例如水及其蒸气构成的汽-水两相流淌体系。双组份两相流淌是指化学成分不同的两种物质同处于一个系统内的流体流淌。例如空气-水构成的汽水两相流淌体系。广义上，实际中还有一些双组分流淌，是由彼此互不混合的两种液体构成，例如油-水两相流淌。2.1流淌型态当气液混合物在水平管中流淌时，由于几何条件的不同，其流淌形态与铅直管中的不同。实践表明一般可将水平管中的气液两相流淌型态大致分为七种。泡状流（2）团状流（3）层状流（4）波状流（5）冲击流（6）环状流。（7）雾状流。2.2计算模型两相流淌属于相当复杂的流体流淌型态，需要建立数学模型对其进行细致的分析。以下简单介绍三种在本文要用到的计算模型。2.2.1杜克勒方法在美国煤气协会（AGA）与美国石油学会（API）的赞助下，休斯顿大学的杜克勒等于1960年开始进行了较大规模的气液两相流淌研究工作。1964年发表了论文，1969年出版了研究报告。在那个方法中，杜克勒等假设流体是气液两相无滑脱的均匀混合物。那个方法不用确定流体的流淌型态，其两相压降的计算和单相压降的计算一样简便。只只是在计算过程中，要求使用混合物的物性参数取代单向流体流淌的参数物性。2.2.2弗拉尼根方法1958年弗拉尼根分析了许多现场数据后提出：1）倾斜气液两相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，在计算中能够忽略下坡段的回收压能。2）倾斜气液两相管流由于爬坡而引起的位差压力损失与管道爬坡的高度的总和成正比。3）上坡段的位差压力损失，随着气体流苏的增大而减小。2.2.3贝格斯-布里尔方法1973年贝格斯和布里尔基于均相流淌能量守恒方程式所得出的压力梯度方程式，以空气-水混合物在长度15m的倾斜透明管道中进行了大量的实验得出了持液率和阻力系数的相关规律。3气液两相流淌的计算3.1差不多参数的计算在管道输送过程中，气液两相混合输送远比单相输送更经济，但它的输送机理也更为复杂，因此有必要对多相流淌进行深入的研究。本设计以新疆石南油田基东混输管道为分析对象，进行多种多相管流计算模型的分析对比，设计两种以上的组合模型进行分析比较。对气液两相流淌的描述，除了要引用单向流淌的参数外，还要使用一些两相流淌所特有的参数。已知参数为：，，，气液比为25%。1、质量流量2、体积流量3、管路截面积4、气相速度5、液相速度3.2单模型计算管道的总压降3.2.1杜克勒方法现已知管道总长3930km现将管道分为7个管段，各管段的管道长度如下图3-1图3-1表3-1测点A（起点）BCDEFGH(终点)里程(km)01.31.63.93①A点到B点管段的压降计算1）现已知A点压力=7.0MPa，现设一个下游B点压力=6MPa。由于A点温度为65度，B点温度为59度。现取一平均温度2)溶解汽油比、原油体积系数及天然气压缩因子。a.溶解汽油比式中——溶解汽油比，；——压力（绝对），kPa；——温度，——系数，式中——689.5kPa下的天然气相对密度；——某已知的压力和温度下的天然气相对密度；——标准条件下的原油的相对密度；——温度；——压力；b.天然气的压缩因子其中式中——；——；——；——；——；——；——。A，B，C，D——由天然气视比对状态决定的系数，得出c.原油体积系数式中——原油体积系数；得出3)计算在和下液体的体积流量、气体的体积流量和气液混合物的总体积流量：式中——；——；——；————；得出计算在和下的“无滑脱”持液率；计算在和下的液体的密度和气体的密度：式中——；——；——；计算在和下的液体混合物的平均流速v;计算在和下的液体混合物的密度；计算在和下的液体混合物的粘度；式中——在和下的液相的粘度；——在和下的气相的粘度；液相的粘度其中气相的粘度其中得出计算在和下的液体混合物的雷诺数；式中Re——混合物的雷诺数；D——管子的直径计算在和下的液体混合物“无滑脱”沿程阻力系数；计算磨阻压力梯度；计算总压力梯度；关于油气混输管道来讲，加速度所引起的压力梯度能够忽略不计。因此计算总压降因此A点到B点的总压降为。②B点到C点的管段压降计算1）现已知B点压力=6MPa，现设一个下游B点压力=5.2MPa。由于B点温度为59度，C点温度为53度。现取一平均温度依照管段A到B的压降计算公式得出以下参数：2）溶解汽油比、原油体积系数及天然气压缩因子。a.溶解汽油比得出b.天然气的压缩因子其中得出c.原油体积系数得出3)计算在和下液体的体积流量、气体的体积流量和气液混合物的总体积流量：得出4)计算在和下的“无滑脱”持液率；5)计算在和下的液体的密度和气体的密度：6)计算在和下的液体混合物的平均流速v;7)计算在和下的液体混合物的密度；8)计算在和下的液体混合物的粘度；液相的粘度其中气相的粘度其中得出9)计算在和下的液体混合物的雷诺数；得出10)计算在和下的液体混合物“无滑脱”沿程阻力系数；11)计算磨损压力梯度；12)计算总压力梯度；关于油气混输管道来讲，加速度所引起的压力梯度能够忽略不计。因此13)计算总压降因此B点到C点的压降为③C点到D点的压降计算；1）现已知C点压力=5.2MPa，现设一个下游D点压力=4.6MPa。由于C点温度为53度，D点温度为47度。现取一平均温度2）溶解汽油比、原油体积系数及天然气压缩因子。a.溶解汽油比得出b.天然气的压缩因子其中得出c.原油体积系数得出3）计算在和下液体的体积流量、气体的体积流量和气液混合物的总体积流量：得出4）计算在和下的“无滑脱”持液率；5）计算在和下的液体的密度和气体的密度：6）计算在和下的液体混合物的平均流速v;7）计算在和下的液体混合物的密度；8）计算在和下的液体混合物的粘度；液相的粘度其中气相的粘度其中得出9）计算在和下的液体混合物的雷诺数；得出10）计算在和下的液体混合物“无滑脱”沿程阻力系数；11）计算磨损压力梯度；12）计算总压力梯度；关于油气混输管道来讲，加速度所引起的压力梯度能够忽略不计。因此13）计算总压降因此C点到D点的压降为。④依照上述方法及公式计算D点到E点、E点到F点、F点到G点、G点到H点的压降：1）现设D点压力=5.4MPa，E点压力=5MPa，F点压力=4.6MPa，G点压力=3.8MPa，H点压力=3.2MPa设D点温度为47度，E点温度为43度，F点温度为39度，G点温度为35度，H点温度为31度现取一平均温度：2）溶解汽油比、原油体积系数及天然气压缩因子。a.溶解汽油比得出b.天然气的压缩因子得出c.原油体积系数得出3)计算在和下液体的体积流量、气体的体积流量和气液混合物的总体积流量：得出4）计算在和下的“无滑脱”持液率；计算在和下的液体的密度和气体的密度：计算在和下的液体混合物的平均流速v;7）计算在和下的液体混合物的密度；8）计算在和下的液体混合物的粘度；液相的粘度其中气相的粘度其中得出9）计算在和下的液体混合物的雷诺数；得出10）计算在和下的液体混合物“无滑脱”沿程阻力系数；11）计算磨损压力梯度； 12）计算总压力梯度；关于油气混输管道来讲，加速度所引起的压力梯度能够忽略不计。因此13）计算总压降因此D点到E点、E点到F点、F点到G点及G点到H点的压降分不为。利用杜克勒方法对混输管道的两相流体进行计算得到的计算结果与测量值之间存在比较大的偏差，其中包括计算误差的累积、计算方法中对数据的处理以及计算结果的舍入误差。该方法要紧是需要对混合物的参数进行大量的计算，在那个过程中误差的累积就比较的大，它要紧是对管道的摩阻压降进行计算，忽略加速度压降，该管道的摩阻压降确实是其最后的总压降。这显然在现实中是不可能的，该方法过于理想化，忽略了现实中的专门多因素，因此计算结果偏差比较大。误差计算见第四章。3.2.2弗拉尼根方法同样依照杜克勒计算方法一样，把3930km管道分成7段分不计算表3-2测点A（起点）BCDEFGH(终点)里程(km)01.31.63.93高程(m)391.4384.7369.6403.9368.8389.7366.1389.3①A点到B点管段的压降计算弗拉尼根利用现场数据得出了位差压力损失()的计算公式，即式中——起伏系数——液相的密度——重力加速度——管道的起伏总高度式中——气体折算速度因此，倾斜气液两相管流的总压降():式中——摩阻压降，Pa（能够按照水平气液两相管流计算）。依照杜克勒方法计算出的A到B管段的摩阻压降为因此A到B管段的总压降为②B点到C点的管段压降计算式中——气体折算速度因此，倾斜气液两相管流的总压降():式中——摩阻压降，Pa（能够按照水平气液两相管流计算）。依照杜克勒方法计算出的B到C管段的摩阻压降为因此B到C管段的总压降为③点C到点D管段的压降计算式中——气体折算速度因此，倾斜气液两相管流的总压降():式中——摩阻压降，Pa（能够按照水平气液两相管流计算）。依照杜克勒方法计算出的B到C管段的摩阻压降为因此B到C管段的总压降为④依照上述方法及公式计算D点到E点、E点到F点、F点到G点、G点到H点的压降式中——气体折算速度因此，倾斜气液两相管流的总压降():式中——摩阻压降，Pa（能够按照水平气液两相管流计算）。依照杜克勒方法计算出的B到C管段的摩阻压降为。因此D点到E点、E点到F点、F点到G点、G点到H点的总压降为弗拉尼根方法严格意义上并不能确实是一种单模型，因为弗拉尼根方法中没有对管道摩阻压降的计算方法，只有位差压降的计算公式。这种方法中最重要的参数是管道的起伏系数，它代表的是管道高差的变化引起的管道压差变化。3.2.3贝格斯--布里尔方法计算1973年贝格斯和布里尔基于由均相流淌能量守恒方程式所得出的压力梯度方程式，在倾斜透明管道中进行了大量的实验，得出了以下持液率和阻力系数的相关规律。①首先先判不管段气液两相流的流淌形态。先把3930km管道分成7段分不计算表3-3测点A（起点）BCDEFGH(终点)里程(km)01.31.63.93高程(m)391.4384.7369.6403.9368.8389.7366.1389.3泰特尔和杜克勒通过分析流淌形态转变的机理，给出了判不流淌形态的准则。1)A点到B点的流淌形态：关于气液相处于层流来讲，；如此，在层流是，不论液体性质、管径、流量和管子倾角如何，每一对X,Y值都对应一个值。得出查图能够得出无量纲变量通过无量纲变量能够得出以下一系列无量纲变量得出关于水平管路，当气相、液相的流量、物性及管径已知时，由上述参数带入下式，若数值满足下式则可判不为冲击流或者环状流，否则为分层流。且结果满足上式，因此A点到B点管道内的气液两相流体的流淌形态为环状流。2）B点到C点的流淌形态得出查图能够得出无量纲变量通过无量纲变量能够得出以下一系列无量纲变量得出关于水平管路，当气相、液相的流量、物性及管径已知时，由上述参数带入下式，若数值满足下式则可判不为冲击流或者环状流，否则为分层流。且结果满足上式，因此B点到C点管道内的气液两相流体的流淌形态为环状流。3）D点到E点的流淌形态得出查图能够得出无量纲变量通过无量纲变量能够得出以下一系列无量纲变量得出关于水平管路，当气相、液相的流量、物性及管径已知时，由上述参数带入下式，若数值满足下式则可判不为冲击流或者环状流，否则为分层流。且结果满足上式，因此D点到E点管道内的气液两相流体的流淌形态为环状流。4）E点到F点的流淌形态得出查图能够得出无量纲变量通过无量纲变量能够得出以下一系列无量纲变量得出关于水平管路，当气相、液相的流量、物性及管径已知时，由上述参数带入下式，若数值满足下式则可判不为冲击流或者环状流，否则为分层流。结果不满足上式，因此E点到F点管道内的气液两相流体的流淌形态为分层流。由于管道的压力随着管道的长度而减小，两相流的气体体积流量只会越来越小，因此，从E点到H点的管段都为分层流。②各管段持液率的计算1）A点到B点的管段持液率计算气液两相倾斜管流的持液率能够表示为式中——管子倾斜角度为时的持液率，；——管子为水平常的持液率，；——倾斜校正叙述，无量纲。图3-1倾斜校正系数与角度的曲线曲线可回归为以下的公式：式中的C为系数。其中，与流淌型态的种类，贝格斯-布里尔定义的弗劳德数及入口的体积含液率有关；系数C与流淌型态的种类、、液相速度准数、及管道的上坡或下坡有关，式中——，；——，；——，；——，。分离流淌：包括层状流、波状流和环状流。管道A点到B点为下坡，因此 2）B点到C点的管段持液率计算气液两相倾斜管流的持液率能够表示为图3-2倾斜校正系数与角度的曲线与角度的曲线可回归为以下的公式：式中的C为系数。由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即因此其中，与流淌型态的种类，贝格斯-布里尔定义的弗劳德数及入口的体积含液率有关；系数C与流淌型态的种类、、液相速度准数、及管道的上坡或下坡有关，而分离流淌：包括层状流、波状流和环状流。由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即，因此3）C点到D点的管段持液率计算气液两相倾斜管流的持液率能够表示为由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即因此其中，与流淌型态的种类，贝格斯-布里尔定义的弗劳德数及入口的体积含液率有关；系数C与流淌型态的种类、、液相速度准数、及管道的上坡或下坡有关，而分离流淌：包括层状流、波状流和环状流。 由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即，因此4)D点到E点、E点到F点、F点到G点和G点到H点的管段持液率计算。气液两相倾斜管流的持液率能够表示为由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即因此其中，与流淌型态的种类，贝格斯-布里尔定义的弗劳德数及入口的体积含液率有关；系数C与流淌型态的种类、、液相速度准数、及管道的上坡或下坡有关，而分离流淌：包括层状流、波状流和环状流。由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即，因此③各管段沿程阻力系数的计算1)A点到B点管段阻力系数计算依照实验结果，贝格斯和布里尔得出了气液两相流淌的沿程阻力系数，即其中式中——“无滑脱”的沿程阻力系数，无量纲；S——指数；——“无滑脱”的雷诺数；——液相、气相的粘度，。另外，指数s可按下式计算，即其中得2）B点到C点管段阻力系数计算依照实验结果，贝格斯和布里尔得出了气液两相流淌的沿程阻力系数，即其中另外，指数s可按下式计算，即其中得3)C点到D点管段阻力系数的计算其中另外，当1<Y<1.2时，应该使用下式求s，即其中得4)其他管段的阻力系数计算其中另外，当1<Y<1.2时，应该使用下式求s，即其中得④各个管段的压降计算1）A点到B点管段的压降计算式中p——，Pa；Z——，m；——，；——，；——，；g——，；——，（°）；——；G——，；——，；——，；D——，；A——，。2）其他各管段的压降计算式中贝格斯-布里尔方法比较复杂，首先需要对流体的流型进行判不，然后依照管道的坡型的不同进行相对应的参数计算。不同的流型所用的持液率公式也不同，在持液率的计算公式中矫正系数的计确实是该方法的核心思想，矫正系数精确了混合流体的持液率，从而更进一步的精确了计算结果。3.3组合模型计算管道的总压降我选用的该组合模型为三种，为杜克勒模型、弗拉尼根模型及贝格斯-布里尔模型。其中，以贝格斯布里尔模型为主体模型进行计算。3.3.1管道流淌型态的确定依照第二章第三节的计算。得出，该管道的流淌形态为：①A点到D点管道内的气液两相流体的流淌形态为环状流；②E点到H点管道内的气液两相流体的流淌形态为分层流。3.3.2管道持液率和摩阻系数的计算通过贝格斯布里尔方法对该管道各个管段的持液率和摩阻系数进行计算得出的结果为：（详细过程在上一章节中差不多介绍）持液率：由因此该管道属于水平管道，因此其倾角为0度。即因此得出摩阻系数：指数s可按下式计算，即当1<Y<1.2时，应该使用下式求s，即其中得出3.3.3管道各个管段的压降计算——摩阻压力梯度——重位压力梯度——加速压力梯度即总压力梯度、位差压力梯度和加速压力梯度三者之和。由因此组合模型的计算，①A点到B点的管道压降计算1）杜克勒模型计算摩阻压力梯度：计算在和下的液体混合物的密度；磨阻压力梯度为：2）弗拉尼根模型计算重位压力梯度：弗拉尼根利用现场数据得出了位差压力损失()的计算公式，即式中——起伏系数——液相的密度——重力加速度——管道的起伏总高度重位压力梯度为：3）贝格斯—布里尔模型计算加速压力梯度。A点到B点的总压力梯度为： A点到B点的总压降为：②B点到C点的管道压降计算1）杜克勒模型计算摩阻压力梯度计算在和下的液体混合物的密度；磨阻压力梯度为：2）弗拉尼根模型计算重位压力梯度：弗拉尼根利用现场数据得出了位差压力损失()的计算公式，即式中——气体折算速度3）贝格斯—布里尔模型计算加速压力梯度。B点到C点的总压力梯度为： B点到C点的总压降为：③C点到D点的管道压降计算1）杜克勒模型计算摩阻压力梯度计算在和下的液体混合物的密度；磨阻压力梯度为：2）弗拉尼根模型计算重位压力梯度：弗拉尼根利用现场数据得出了位差压力损失()的计算公式，即式中——气体折算速度3）贝格斯—布里尔模型计算加速压力梯度。C点到D点的总压力梯度为： C点到D点的总压降为：④其他管段的压降计算1）杜克勒模型计算摩阻压力梯度计算在和下的液体混合物的密度；磨阻压力梯度为：2）弗拉尼根模型计算重位压力梯度：弗拉尼根利用现场数据得出了位差压力损失()的计算公式，即3)贝格斯—布里尔模型计算加速压力梯度。C点到D点的总压力梯度为： D点到E点、E点到F点、F点到G点及G点到H点的总压降为：4误差分析在测量过程中，由于所使用的测量工具其本身不是够准确，加上观测者的主观性和周围环境的阻碍等等，使测量的结果不够绝对准确。由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是会存在一定的差异。再加上利用计算机进行数值计算几乎全差不多上近似计算：计算机所能表示的数的个数是有限的，我们需要用到的数的个数是无限的，因此在绝大多数情况下，计算机不可能进行绝对精确的计算。测量时的测量误差加上计算过程中的模型误差和舍入误差的累积导致了计算结果与测量值的之间的偏差。4.1绝对误差测量值和真值之差为绝对误差杜克勒方法计算结果与实测值之间的绝对误差如下表：(MPa/m)表5-1管段A到B0.9931.1120.119B到C0.9331.0740.081C到D0.5890.6490.08D到E0.6250.5210.104E到F0.3820.4370.055F到G0.3970.360.037G到H0.230.2640.034弗拉尼根方法计算结果与实测值之间的绝对误差如下表：(MPa/m)表5-2管段A到B0.9931.0910.098B到C0.9330.8010.132C到D0.5890.6780.089D到E0.6250.5530.072E到F0.3820.4230.041F到G0.3970.3690.028G到H0.230.2570.027贝格斯-布里尔方法计算结果与实测值之间的绝对误差如下表：(MPa/m)表5-3管段A到B0.9931.1240.127B到C0.9330.8240.109C到D0.5890.6690.071D到E0.6250.5930.059E到F0.3820.4140.032F到G0.3970.3710.026G到H0.230.2470.017组合模型计算结果与实测值之间的绝对误差如下表：(MPa/m)表5-4管段A到B0.9931.0850.092B到C0.9330.8570.085C到D0.5890.6460.057D到E0.6250.5840.041E到F0.3820.4030.021F到G0.3970.3810.016G到H0.230.2390.0094.2相对误差衡量某一测量值的准确程度，一般用相对误差来表示。示值绝对误差d与被测量的实际值A的百分比值称为实际相对误差四种模型计算结果与实测值之间的相对误差如下表：表5-5DFBBDFBBA到B11.9%9.9%12.8%9.3%B到C8.7%14.1%11.7%9.1%C到D13.6%15.1%11.9%9.3%D到E16.6%11.5%9.4%9.7%E到F14.4%10.7%8.4%5.5%F到G9.3%7.1%6.5%4%G到H14.8%11.7%7.4%3.9%通过误差分析得出的结论是，单模型的计算结果误差较大，而组合模型的计算结果误差相对较小。实际计算单模型相对组合模型要复杂，计算难度大。而组合模型取各个单模型的优点于一身，其误差累积较单模型的误差累积要晓得多，因此计算结果要更接近实测值。5结论两相流体流淌计算不想单相流淌流体的计算，由于两相流体流淌复杂、变化多、阻碍因素多及计算难度大，就注定两相流淌流体计算不能像单相流体流淌的计算那样简便。需要考虑混合物的参数随着压力和温度的变化以及环境因素的阻碍。双组分两相流淌与单组分两相流淌定