附录D 油气混输的压降计算公式


D.0.1 当采用杜克勒Ⅱ法时,油气混输的压降计算应符合下列规定:

1 油气混输管道的压降可按下式计算:

标准附图

式中:

△p——油气混输管道压降(MPa);

λm——混输阻力系数,见式(D.0.1-2);

ρm——气液混合物的平均密度(kg/m3),见式(D.0.1-6);

vm——气液混合物平均流速(m/s),见式(D.0.1-7);

L——管道长度(km);

d——管道内径(m)。

2 混输阻力系数可按下列公式计算:

标准附图

式中:

Φ——混输阻力系数与液相阻力系数的比值,可由无滑脱时的含液率RL查图D.0.1-1确定;

Rem——混输雷诺数;

μm——气液混合物的动力黏度(Pa·s),按式(D.0.1-4)、式(D.0.1-5)计算。

3 气液混合物的动力黏度可按下列公式计算:

标准附图

式中:

μL、μg——液相、气相的动力黏度(Pa·s);

标准附图

图D.0.1-1 Φ-RL关系曲线

RL——体积含液率;

qL——液相的体积流量(m3/s);

qm——气液混合物的体积流量(m3/s)。

4 气液混合物的平均密度可按下式计算:

标准附图

式中:

ρL、ρg——液相、气相的密度(kg/m3);

RL——体积含液率;

HL——截面含液率,即考虑气液相滑脱时的含液率,可根据RL和Rem查图D.0.1-2确定。

标准附图

图D.0.1-2 RL-HL关系曲线

5 气液混合物的平均流速可按下式计算:

标准附图

式中:

qm——气液混合物的体积流量(m3/s);

d——管道内径(m)。

D.0.2 当采用贝格斯-布里尔法时,油气混输的压降计算应符合下列规定:

1 油气混输管道的压降可按下式计算:

标准附图

式中:

△p——混输管道压降(Pa);

HL——截面含液率,无因次,其值可按流态(分离流、过渡流、间歇流和分散流)由计算确定,按本条第2款计算;

g——重力加速度,g=9.81m/s²;

θ——管道倾角,度或弧度(流体上坡θ为正,下坡θ为负,水平管θ=0);

λm——混输摩阻系数,可根据无滑脱水力摩阻系数λO、含液率HL、无滑脱含液率RL,经计算确定,按本条第4款计算;

Gm——气液混合物质量流量(kg/s);

vsg——气相折算流速(m/s);

p——管道内介质的平均绝对压力(Pa)。

式中其他符号意义与本规范式(C.0.1-1)中相同。

2 截面含液率HL计算应符合下列规定:

1)水平管分离流、间歇流、分散流的截面含液率可按下式计算:

标准附图

式中:

HL(0)——水平管截面含液率;

RL——体积含液率;

Fr——弗劳德准数,按式(D.0.2-11)计算。

系数a、b、c取决于流型,按表D.0.2-1取值。

表D.0.2-1 a、b、c与流型的关系

标准附图

2)水平管过渡流的截面含液率HL(0)T可按下列公式计算:

标准附图

式中:下标T、S、I分别表示过渡流、分离流和间歇流,L2、L3按表D.0.2-3中所列计算式计算。

3)对于倾斜管截面含液率HL(θ)可按下列公式计算:

标准附图

式中:

HL(θ)——倾角为θ的管路截面含液率。

d、e、f、h是与流型有关的系数,见表D.0.2-2。

表D.0.2-2 与流型有关的其他系数

标准附图

式中:

vs1——液相折算速度(m/s);

σ——液相表面张力(N/m)。

对于θ=90°的垂直管路:

标准附图

3 两相管路流型判别准则应符合表D.0.2-3的规定。

表D.0.2-3 两相管路流型判别准则

标准附图

式中:符号意义与式(D.0.1-1)、式(D.0.2-2)中相同。

4 两相流水力摩阻系数可按下列公式计算:

标准附图

标准附图

式中:

λm——两相流管路的水力摩阻系数;

λo——相同条件下两相均匀混合、相间无滑脱的水力摩阻系数。

标准附图

对于水力光滑管,无滑脱时水力摩阻系数λo可由穆迪(Moody)图中查得,也可按下列公式计算:

标准附图

在《气田集输设计规范 GB50349-2015》内检索
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