重质油气化工艺中油水环状流输送稳定性研究

摘要

为利用环状流输送技术解决重质油气化工艺中油水混合输送的难题,本研究采用水平管道环状流实验与基于VOF（Volume of Fluid）多相流模型的三维数值模拟相结合的方法,从单因素分析与Box-Behnken响应面实验设计两个角度,系统探究了油相密度（880～990 kg/m³）、水相表观流速（0.04～0.14 m/s）及油相表观流速（0.35～0.95 m/s）对15 mm内径水平管道内的输油效率、环状流稳定维持长度及油芯偏心率的影响规律以及多因素耦合作用。研究结果表明:当油相密度大于950 kg/m³时,控制水相表观流速为0.10～0.12 m/s、油相表观流速为0.6～0.8 m/s,可实现油芯偏心率小于15%、环状流稳定维持长度大于0.9 m的稳定环状流结构。本研究为重质油气化的高效低耗油水混合输送工艺的优化设计提供数据和理论支撑。

关键词

重质油气化 / 油水核心环状流 / 多相流模拟 / 响应面分析 / 减阻输送