發(fā)布于:2019/9/19 9:33:31 點擊量:229
氣液混輸管線,其流動情況復雜,主要原因有:①流動不穩(wěn)定,流態(tài)多變;②管線中有液相積聚;③流動規(guī)律復雜,流動阻力大。由于液相的急劇擾動,液相被氣相的拖帶,氣液相間的相對運動,以及液相的積聚等原因,使混流動輸壓降比單相流動大得多,流速小時差異更大。基于上述原因,目前尚無成熟的通用理論計算公式描述其特性規(guī)律。為了確定蝶閥的壓力損失、流量和調(diào)節(jié)閥開度的關(guān)系,采用實液標定方法進行,即在給定的流量(原油、天然氣、水的流量各自設定)下,采用高精度差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器和流量計進行在線測量,采用HY-103振動測量儀檢測振動情況。
試驗內(nèi)容如下:
①測試蝶形閥門在不同的開度下,流量與壓差的關(guān)系,確定閥門的流量特性曲線檢測;
②觀察介質(zhì)在不同的配比情況下,流態(tài)和流型的變化;
③測試蝶形閥門在不同開度下的振動和沖擊。
根據(jù)試驗方案,進行了單相(試驗介質(zhì)為水)和氣液兩相(試驗介質(zhì)為水和天然氣)的蝶閥特性曲線測試。
對于單相介質(zhì)(試驗介質(zhì)為水)從試驗中可得出以下結(jié)論:
(1)對于A形蝶閥,當關(guān)度在50%以下,其流量調(diào)節(jié)作用不大;當閥門關(guān)度在50%時,流量調(diào)節(jié)量為關(guān)度0時的18%(最大);當關(guān)度在50%以上,流量變化急劇;當關(guān)度在80%時,閥門關(guān)閉。
(2)隨著閥門的關(guān)閉,入口壓力升高,差壓增大。閥門關(guān)度小于40%時,差壓變化小。當閥門關(guān)度大于40%時,壓差變化明顯。
(3)振動在測試過程中變化不大。
(4)對于牛頓流體,根據(jù)伯努力方程和連續(xù)性方程,可計算閥門的局部阻力系數(shù)。但因為以下原因,其計算結(jié)果僅作為參考值:
①液體流過局部裝置時形成漩渦區(qū)產(chǎn)生摩擦和碰撞現(xiàn)象,因而消耗能量;
②液體流過局部裝置時,其速度的大小和方向發(fā)生急劇變化,使液體的速度重新分布,引起液體的附加摩擦而消耗能量。
對于氣液兩相介質(zhì),隨著閥門關(guān)閉角度的變化,壓差波動幅度較大。當閥門關(guān)度小于或等于50%時,通過通明管段觀察,產(chǎn)生段塞,壓差波動幅度較大,特別在閥門關(guān)度30%~40%時,段塞發(fā)生頻率較高,且沖擊振動較大。當閥門關(guān)度60%時,流態(tài)發(fā)生變化,由原來的沖擊流態(tài)改變?yōu)椴盍?,壓差波動幅度很小。同時氣相的流量接近零。隨著閥門的關(guān)閉,液相的流量在減少。在關(guān)度小于或等于40%時,流量變化幅度不大,從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析可知,變化幅度不大于10%。當關(guān)度大于40%時變化幅度較大,直至為零。
氣相的流量變化與液相的流量變化一致。當閥門關(guān)度30%~40%時,段塞發(fā)生頻率較高的原因:
①氣液流量變化幅度??;
②流通面積變小,當關(guān)度為40%時,流通面積為全開流通面積的1/3,流速加快。當閥門關(guān)度50%~60%時,氣相流量變化幅度較大。
在關(guān)度為60%時,氣相流量接近零,其主要原因:
①流通面積變小;
②由于氣液的比重相差懸殊,故在較小的流通面積上,以液相的流通為主。
閥門的沖擊與振動在閥門關(guān)度為30%~40%最大。其主要原因是流量較大,流速較快,流通面積較小,同時段塞產(chǎn)生頻率較高。
通過試驗證明,對于A型蝶閥,當關(guān)度為80%時,接近全部關(guān)閉。
由于多相流流態(tài)復雜,同時影響因素較多,對閥板沖擊力的計算目前沒有統(tǒng)一的解析公式,可根據(jù)動量方程進行調(diào)節(jié)蝶閥閥板的最大沖擊力的估計,的出數(shù)據(jù)和結(jié)論。
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