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1、第一章氣液兩相流動基本參數(shù)1．請簡述原油和天然氣之間的互溶特性對長距離混相輸送管道的影響。（15分）答：原油和天然氣是兩種互溶的流體，在輸送壓力和溫度條件下，天然氣中較重的組分會部分地溶解于原油中，使液相數(shù)量增多、密度下降、粘度減小，氣相則數(shù)量減少、密度下降、粘度增大，即在兩相管路的氣液界面上不但有能量的傳遞，還有質(zhì)量的交換。所以長距離混輸管路中，氣液兩相的數(shù)量和物性沿管長而變化，是管路壓力和溫度的函數(shù)。2.試推導質(zhì)量含氣率x與體積含氣率β的關(guān)系。（15分）3.試推導用截面含氣率φ與質(zhì)量含氣率x表示的滑動比s的表達式。（10分）4.試推導截面含氣率φ與
2、體積含氣率β的關(guān)系。（15分）5.試推導用滑動比s和質(zhì)量含氣率x（干度）表示的兩相流動混合密度ρf的表達式。（15分）解：所以兩相混合流動密度為：10/106.試證明當氣相速度與液相速度相等時，兩相混合物的真實密度與流動密度相等。（20分）7.試證明當氣相速度與液相速度相等時，截面含氣率與體積含氣率相等。（15分）10/108.內(nèi)徑30mm的管道，汽液混合流動，分層流流型。在測試條件下氣體的流量為0.014m3/s。液體的流量是0.00146m3/s，當?shù)匾合嗔魉偈?.8m/s。求當?shù)貧庀嗔魉?。?5分）9.內(nèi)徑60mm的管道，汽液混合流動，分層流流型
3、。氣體速度為16m/s，在測試條件下氣體的流量為0.018m3/s，液體的流量是0.000464m3/s。求當?shù)匾合嗔魉?。?5分）10.內(nèi)徑50mm的管道，汽液混合流動，分層流流型。氣體速度為20m/s，在測試條件下氣體的流量為0.018m3/s，液體的流量是0.0004254m3/s。求當?shù)匾合嗔魉?。?5分）10/10第二章氣液兩相流動模型1．請簡述氣液兩相流型的劃分及各自的流動特點。（15分）答：水平管道氣液兩相管流的流型可分為：泡狀流、氣團流、分層流、波浪流、段塞流、環(huán)狀流和霧狀流。而垂直管道中有：泡狀流、彈狀流、段塞流、環(huán)狀流和霧狀流。其各
4、自的流動特點為：a.泡狀流：氣量較少，以氣泡形式分布在管內(nèi)與液體共同流動。液相為連續(xù)相，氣相為分散相，氣體以接近球形的泡狀分布于液相中，水平管道上疏下密，垂直管道均布。b.氣團流：氣量增加，氣泡結(jié)成氣團，氣團基本與液體等速流動。氣相分散，液相為連續(xù)，水平管道氣泡多聚于頂部，垂直管道，氣相聚于軸線附近。c.段塞流：氣量大，吹起液體形成段塞。氣液都不連續(xù)，氣液相間流動。水平管道中，流速不均勻，不穩(wěn)定，垂直管道中，滑移現(xiàn)象明顯，并有液膜向下流動。d.波浪流和層狀流：氣量加大，氣液兩相有各自的流道。氣液相均為連續(xù)相，水平或小傾角管中存在。e.環(huán)狀流和霧狀流：氣
5、量特大，液體被壓至管壁上或漂在氣體中。氣相連續(xù)，液相基本上是分散相。2.簡述在管道多相流動研究中，均相流模型的基本思想和適用的流型范圍。（10分）答：（1）基本思想：把氣液混合物看成為一種均勻介質(zhì)，因此可以把多相管路看作單相管路來處理。（2）在均相流模型中作了兩個假設：a.氣相和液相的速度相等，因此管路的截面含氣率和體積含氣率相等，氣液混合物流動密度和真實密度相等。b.氣液兩相介質(zhì)已達到熱力學平衡狀態(tài)，氣液相間無熱量的傳遞，所以密度僅是壓力的單值函數(shù)。（3）適用流型：泡狀流、氣團流和霧狀流。3.簡述在管道多相流動研究中，分相流模型的基本思想和適用的流型
6、范圍。（15分）答：（1）基本思想：把管路內(nèi)氣液兩相得流動看作是氣液各自分別的流動。（2）基本假設為：a.兩相介質(zhì)有各自的流動截面和平均流速。b.相間可以有質(zhì)量交換，但處于熱力學平衡狀態(tài)。（3）適用的流型：分層流，波浪流和環(huán)狀流。4.試述在石油管道多相流動計算中，用于描述流體熱力學特性的黑油模型與組分模型各自的特點。（15分）答：（1）黑油模型：優(yōu)點：計算簡單，適用范圍寬，速度快缺點：粗糙，不易深入，專用（2）組分模型：優(yōu)點：精確，分析深入，組分通用缺點：復雜，范圍小，速度慢10/10第三章流型判別與轉(zhuǎn)換準則1．如下圖所示，當時，求證其中：（20分）1
7、．某混輸管道，d=0.25m，在標準狀態(tài)下氣體流量Q=0.77m3/s，ρ=0.722Kg/m3，在管路的平均溫度和平均壓力下Qoil=0.008m3/s，ρ=8.7Kg/m3，。試用曼漢法求流型。（15分）查圖可得：此時為分層流型。10/10第四章水平和傾斜兩相流管道壓降計算1．某油氣混輸管線，參數(shù)如下：L=1000m，d=0.081m，Qoil=1.157kg/s，ρg=24.37Kg/m3，ρoil=840Kg/m3，μg=1.2×10-5Pa.s，μ0il=10×10-3Pa.s，Z=0.978，原油體積系數(shù)Bo=1.03，溶解汽油比Ss=4.
8、3m3/m3，拌生氣相對密度Δg=0.75，平均溫度T=323K，氣油比η=84.03m3/m
