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1、第四章 矿场集输管路课程内容分配学时主要内容重点难点第一节概述共7学时1、气液两相管路的参数和术语；2、混输管路的流型分类；3、两相流压降计算，与多相流 有关的几个问题探讨。1、多相流技术术语及特点2、压降计算（包括水平管和倾斜管）多相混输管线压降计算概述：本章主要讲述混输管路的分类和优点、混输管路的流动参数和技术术语、混输管路的特点和处理方法、 两相流压降计算等方面的内容，并且探讨了与多相流有关的几个问题。其目的是使学员通过本章的学习， 充分了解混输管路在油田建设和油田生产的重要作用，并且对混输管路与单相管路的不同之处（特点、压 降计算等）有一个全面的认识。本章的重点为混输管路的参数和术语、
2、混输管路的特点以及压降计算等部 分的知识。建议学员要与单相管路（输油管、输气管等）对比进行本章学习，这样可以加深对混输管路的 特殊性的理解。本节知识点： 本节主要介绍混输管路的分类和优点、混输管路的流动参数和技术术语、混输管路的 特点和处理方法、两相流压降计算等方面的内容。其中混输管路的特点和处理方法、两相流压降计算是本 节重点掌握内容也是本节的一个难点。1 气液两相管流的参数和术语（一）流量1、质量流量：单位时间内流过管路横截面的流体质量。（Kg/s ）2、体积流量：单位时间内流过管路横截面的流体体积。:-整、（m3/s）（二）流速Ag和A,则:1、气、液相流速如图所示，若在混输管路内，气、
3、液相所占的流通面积分别为S AA气相流速：“P_T（m/s）(m/s)液相流速:液相的实际速度上述速度实质上是气、液相在各自所占流通面积上的局部速度的平均值，常称为气、当气、液相流速相同，即：时，气液混合物的流速称均质流速。均质流速2、气、液相表观流速A时的流速，即:所谓表观流速就是指两相混合物中任一相单独流过管道全部流通截面气相表观速度:(m/s)液相表观速度:(m/s)很显然，气相和液相的表观流速必小于相应的气、液相实际速度3、气液混合物流速气液混合物流速表示两相混合物总体积流量与流通截面积之比，即Q+2丄W = = % +心A堰（m/s）4、气液相质量流速气液相质量流量与管路流通截面之比
4、。气相质量流速:液相质量流速：旦十M M& 二一=二 q二 w a+混合物质量流速：.-（三）气液相对流速参数滑移速度：气相速度与液相速度之差，即：Ws=Wg-Ws =滑动比：气相速度与液相速度之比：-I匚 漂移速度：气相速度与均质流速之差:（四）气液含率1、气液质量含率质量含气率：气相质量流量与混合物总质量流量之比。即:质量含液率：亠 - 2、气液体积含率0二学体积含气率：管路流通截面上的气相体积流量与气液混合物总体积流量之比，即：体积含液率：.3、气液截面含率 截面含气率：气相流通面积与管路总流通面积之比，有时也指某一管段内气体所占流道体积的份额。即:截面含液率：八 4、三种含率之间的关系
5、(1) 体积含气率与质量含气率之间的关系0二鱼二- 叫Q 2+0 %+%ms+ml见必+%p丄由以上两式可以看出：一般情况下3 x (由于 门3通过公式变形得:T/x -/叫 gQ-/Pi- _w堰% (必一+ (w也1 +叫“不上式即为质量含气率与体积含气率之间的关系，已知气液相的密度以及体积含气率就可以求得质量含气率，反之亦然。(2) 质量含气率与截面含气率之间的关系xMJ 出一A _.+4鱼+鱼,(1计% 叫叫E叫厲lPlxMPlXQ+(1刃呂Q耳+ (l-x)fivx上式即为质量含气率与截面含气率间的关系。由于滑动比s较难求得，由x准确求解 有一定难度。（3）体积含气率与截面含气率之间
6、的关系“ 3 一 , 1 2+G 1 +卷 1 +瓷4 1 1卩 = i+%l+h+业-花上式即为截含气率与体积含气率之间的关系。由于这两者的关系式中包含了滑动比，而影响滑动比的因素很多，因此已知或x的值求取截面含气率是很困难的。从和二的关系式中可以得到：当.= 当卜1 时，匚丁 ；当k- I（五）两相混合物的密度1、流动密度单位时间内流过管截面的两相混合物的质量与体积之比，即_m_QQai Q Q二 0&+(1-0)厲2、真实密度表示一段长度管段内气液混合物质量与其体积之比，即pALL $ + (1 - 少)ALLpLAAL当气液相间无相对运动即气液流速相等，此时J I,= 二_ , = 丫
7、，流动密度和真实密度相等，即流动密度和真实密度定义不同，二者的应用场合亦不同。流动密度常用来计算气液混合物沿管路流动 时的摩阻损失；真实密度常用于计算气液混合物沿地形起伏管路流动时的静压损失，即计算由于管路高程 变化引起的附加压力损失。2. 混输管路的特点和处理方法（一）混输管路的特点1、流型变化多在单相管路中，为研究流体流动的特征，把流体的流动分成层流和湍流两种。不同流态下，流动参数 和压降间有着不同的关系。类似地，对气液两相管流也根据气液在管路内的分布和结构特征，把两相管路的流动分成若干流型。压降计算时，考虑不同流型有不同的能量损失机理，采用不同的计算式。测定流型方法大致分为三类： 目测法
8、，包括肉眼观察、高速摄影等； 测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系，例如测量压力的波动、探针与管壁间导电率的波动、X射线被管内流体吸收量的波动等； 由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型，如X射线照相和多束 Y射线密度计等。(1)水平管流型 埃尔乌斯流型划分法较好地说明了气液两相流动的流型变化特点。埃尔乌斯把水平两相管路的流型分为气泡流、气团流、分层流、波浪流、冲击流、不完全环状流、环状流和弥散流等八种-k 弋糟敦 i研)km*. 2、存在相间能量消耗在气液两相流动中，由于两相的速度常常不同，使气液相间产生能量交换和能量损失。例如，在两相 管路内液体的剧烈起伏造成相间界面粗糙，增加了
9、相间滑脱损失；液面的起伏使气体的流通面积忽大忽小,气体忽而膨胀忽而压缩，气体流动方向亦随着液面起伏而变化，这些都使两相流动时的相间能量损失增加。流速较高的气体，常常把一部分液体拖带到气体中去，脱离液流主体时要消耗能量；被气流吹成液滴 或颗粒更小的雾滴要消耗能量；由流速较慢的液流主体进入流速较快的气流中的液滴或雾滴获得加速度要 消耗能量，这些都存在能量交换。3、存在相间传质在两相或多相管路内，随压力温度的变化，以及气液相流速常不相同，气液相间常处于不平衡状态。 因而，相间不断有质量交换，使气液在新条件下达到新的平衡状态。故管路的气液质量流量、组成、密度、 粘度等参数沿线不断地变化。气液质量流量的变化还影响流型和能耗的变化。4、流动不稳定管路稳定工作时，各种流动参数，如压力、流量等，不随时间变化。在气液两相管路中，气液两相各 占一部分流通面积，当气、液流量发生变化时，各相所占流通面积的比例也将发生变化，这就会引起管路 的不稳定工作，并且需要较长的时间才能重新
