水合物漿液流動(dòng)特性的研究是流動(dòng)安全保障的核心,但實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備的限制,導(dǎo)致通過(guò)環(huán)道實(shí)驗(yàn)無(wú)法全面掌握流動(dòng)的信息。利用數(shù)值模擬的方法,可以預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中不可見(jiàn)的信息,豐富實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為水合物漿液流動(dòng)的機(jī)理研究提供支撐,從而為海底混輸管線中水合物堵塞的防治提供解決方案。本課題依托多相流課題組的高壓水合物漿液流動(dòng)環(huán)道實(shí)驗(yàn),建立了高壓水合物漿液環(huán)道多相流動(dòng)的直管段模型和彎管段模型。充分考慮水合物漿液和水合物顆粒的特性及相間關(guān)系,分別利用TransAT軟件及FLUENT軟件中的歐拉模型和拉格朗日模型對(duì)水合物漿液的多相流動(dòng)進(jìn)行三維模擬:利用歐拉模型對(duì)直管段內(nèi)水合物漿液的多相流動(dòng)進(jìn)行模擬,與環(huán)道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,選擇合適的粘度模型并驗(yàn)證了模型的可靠性;同時(shí),分析了水合物漿液入口速度、水合物顆粒入口體積分?jǐn)?shù)和顆粒粒徑等關(guān)鍵因素對(duì)水合物漿液多相流動(dòng)的影響;并嘗試應(yīng)用水合物模型對(duì)漿液流動(dòng)過(guò)程中水合物的相變進(jìn)行描述。對(duì)于環(huán)形管道彎管段內(nèi)水合物漿液的流動(dòng)情況,利用歐拉模型對(duì)漿液的流動(dòng)阻力特性及顆粒的沉積特性進(jìn)行預(yù)測(cè)分析;利用拉格朗日顆粒追蹤模型,從顆粒的角度對(duì)水合物在環(huán)形管道彎管段內(nèi)的沉積機(jī)理進(jìn)行探索。另外,根據(jù)模擬情況,對(duì)TransAT軟件與FLUENT軟件在水合物漿液多相流動(dòng)數(shù)值模擬方面的適用性做出評(píng)價(jià)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE832

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本文編號(hào)：2817127