成品油变坡管段携水特性研究

• 作 者: 赵仕浩
• 机 构: 中国石油大学(华东)
• 出 处: 中国石油大学(华东)
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 成品油管道 数值模拟 携水特性 图像处理 水滴形态 积水分布

本文针对成品油管道积水清除课题展开了进一步研究,通过油流携水实验系统对积水分布形态进行了分析,首次采用图像处理技术对透明管段的数据进行了处理。针对实验过程中水滴进入油相这一现象,本文采用FLUENT软件进行了数值模拟,揭示了水滴产生的原因及其影响因素。全文的主要内容和结论如下:　　
对于透明测试管段采集到的数据,本文尝试了采用图像处理技术对其进行分析,主要结论有:基于图像处理技术对圆管油水分层流,提出了一种积水体积检测方法,测得结果具有较高的精度,能够满足工程实际要求:采用小波分析-奇异点检测的方法检测出了水相润湿高度,可以用于多相流界面识别的自动化检测;基于油水圆弧形界面假设,对油水界面形状进行了研究。给出了本实验系统不同工况下油水界面的曲率半径和油水界面的凹凸性。　　
通过数值模拟对油水界面波的结构参数与积水卷吸夹带关系进行了研究,并且分析了油表观流速、初始持水率、管道上倾角、油品物性、管道直径等因素对它们的影响。模拟结果表明油水界面波的扰动强度与水滴的产生有着直接关系,当界面波的波振幅增大到一定程度时,界面处发生卷吸夹带现象并产生水滴。分析了各因素对界面波的结构参数(波长、波振幅、波周期、波速、波数)的影响和参数的分散程度。　　
通过数值模拟对积水发生卷吸夹带后产生的水滴运移规律进行了研究。编写后UDF处理程序提取了各个水滴产生的体积、平均截面积、水滴长度、运移速率、持续时间及间隔时间等参数。采用统计分析的方法比较了不同影响因素下,均值的变化情况和数据的分布情况。研究了油表观流速、初始持水率、管道上倾角、油品物性、管道直径等因素对这些水滴参数的影响。