湿天然气管道低含液率气液两相流液滴夹带机理研究任务书.docx

湿天然气管道低含液率气液两相流液滴夹带机理研究任务书
任务书
一、研究背景
天然气是一种重要的能源资源，其中湿天然气为含有水分的天然气，其产生、储存和输送都与天然气的干态不同。湿气中的水分包含在气态中，与气体共同构成气液两相流态，因此湿天然气的输送与干气相比具有更大的挑战。湿天然气在输送过程中容易产生液滴，这些液滴随气流运动，容易造成管路堵塞、阀门故障等问题。因此，对湿天然气管道中的液滴夹带机理进行深入研究具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在深入探究湿天然气管道中液滴夹带机理，研究目标包括：
1.分析湿天然气管道中液滴夹带机理，探究液滴大小、气流速度等因素对液滴夹带率的影响。
2.根据实验结果，建立液滴夹带模型，预测管道中液滴夹带率。
3.评估液滴夹带对湿天然气管道运行的影响，提出相应的解决方案。
三、研究内容和方法
1.研究内容
（1）湿天然气管道中气液两相流机理分析：分析气液两相流的关键参数，包括瞬时质量流率、液滴大小、液滴数目、液滴分布等。
（2）液滴夹带率实验研究：在实验室中制备含不同液滴大小、不同含水率的湿天然气模型，运用高速摄像技术和图像处理技术进行液滴夹带率的实时监测和数据采集，分析影响液滴夹带率的因素。
（3）液滴夹带模型建立：根据实验数据和理论分析结果，建立湿天然气管道中液滴夹带模型，并进行验证和修正。
（4）管道运行分析：评估湿天然气管道运行过程中液滴夹带对管路和设备的影响，提出相应的技术措施和方案，减少液滴夹带率，保障管道安全运行。
2.研究方法
（1）理论分析：运用两相流动力学、物理学等理论分析气液两相流机理，探究影响液滴夹带的关键因素。
（2）实验研究：在实验室中制备湿天然气模型，设备高速摄像仪系统和数据采集仪器进行实时监测和数据采集。
（3）数值模拟：通过数值计算模拟湿天然气管道中的气液两相流动态特征，分析液滴夹带的机理和规律。
（4）方案设计：根据实验和模型结果，设计减少液滴夹带率的技术措施和方案，对湿天然气管道的运行安全提供技术支持。
四、研究前景
此次研究可以对未来湿天然气输送管道的运行提供重要技术支持。研究成果可以为不同工程领域提供宝贵的参考，如石油、化工、能源等领域。此外，研究成果还可以为湿气流量的测试、计量提供可靠的依据，对提高湿气流量计算的准确性也有指导意义。
五、研究计划
1.前期准备：文献调研，理论研究，实验设备选型和安装。
2.中期实验：制备湿天然气模型，进行液滴夹带率实验研究。
3.后期分析：对实验数据进行处理和分析，建立液滴夹带模型。
4.方案设计：根据实验和模型结果，设计液滴夹带率减少方案。
5.撰写论文：对研究成果进行总结，并按照科学论文的要求完成论文撰写工作。
总计工作周期为十二个月，详见下表：
|时间节点|研究内容|
|--|--|
|第一月|文献调研，实验设备选型和安装|
|第二到六月|液滴夹带率实验研究|
|第七到九月|数据处理和分析，液滴夹带模型建立|
|第十到十一月|方案设计和实验验证|
|第十二月|撰写科研论文，完成总结|
六、预期成果
1.独立开展液滴夹带机理的研究，建立相应的液滴夹带率模型，并对模型进行验证和修正。
2.完成多项实验和数值模拟研究，深入探究湿天然气管道中的液滴夹带机理。
3.针对液滴夹带问题提出相应的技术措施和方案，为湿气流量测试、计量提供依据，为管道运行提供技术支持。
4.将研究成果应用于工程实践，提高湿天然气管道的运行效率和安全性。
七、参考文献
1.胡克强.湿天然气管道中气液两相流液滴夹带特性研究[D].中国石油大学（北京）,2012.
2.LekouaraM,SaïdR,Bencheikh-LehocineM.Predictionofliquid-gasflowpatternandfluidvelocityusingimageprocessingtechnique[J].AppliedThermalEngineering,2015,81:547-560.
3.WangH,LiG,HuangB.Experimentalstudyonthecharacteristicsofwaterdropletsentrainmentinhorizontalgas–liquidstratifiedflow[J].ExperimentalThermalandFluidScience,2019,101:95-104.
4.WuG,LinJ,YanC,etal.Theoreticalstudyonliquid-dropletentrainmentofhorizontalstratifiedgas-liquidflow[J].AppliedThermalEngineering,2019,151:782-794.