弯管中段塞流的特性试验研究

段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替流动，是油气混输中经常遇到的流型，段塞流的不稳定流动给油气田的安全生产带来诸多问题，如：管道强烈震动、分离器溢流和管道腐蚀加速等。 段塞流在水平管和地形起伏管的研究包括：产生机理，特征参数计算模型以及段塞流动特性等，对于此类研究已有较多的文献可供查阅；而水平弯管中的段塞流的研究在这些方面有待提高和完善。本文通过对段塞流特征参数在水平管、地形起伏管的研究现状进行文献综述，对其试验研究现状做了总结概括，为水平弯管中段塞流的实验研究打下坚实的基础。 本试验以空气和水为介质，依托西安交通大学国家动力重点实验室—多相流实验室的设备及相关仪器，完成试验台搭建，在管径为DN32相同长度的四种不同弯曲半径的大曲率水平弯管中进行两相流的实验研究。在不同折算气速和折算液速下对水平直管中的段塞流压差进行测量，并与理论值进行对比，以确保实验数据的可靠性；采用相关测速法分析研究水平弯管中段塞流的特征参数：液塞速度、液塞长度、液塞频率，并给出了折算气速和折算液速对液塞速度、液塞长度及液塞频率的影响；根据不同曲率半径和气体入口压力的实验数据，分析曲率半径及气体入口压力变化对水平弯管中段塞流特征参数的影响，并给出产生的原因；依据实验数据分析了水平弯管中段塞流压差的流动特性；最后依据现有的局部压降公式，得出了大曲率半径下弯管的局部阻力压降的半经验公式。