附录C 油气混输的压降计算公式

C.0.1 当采用杜克勒Ⅱ法时，水平管道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：

式中：△p——油气混输管道压降(MPa)；

λm——混输阻力系数，见式C.0.1-2；

ρm——气液混合物的平均密度(kg/m3)，见式C.0.1-6；

vm——气液混合物平均流速(m/s)，见式C.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：

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C.0.1-1确定；

图C.0.1-1 Φ-RL关系曲线

Rem——混输雷诺数；

μm——气液混合物的动力黏度(Pa·s)，见式C.0.1-4。

式中其他符号意义与式C.0.1-1中相同。

3 气液混合物的动力黏度可按下列公式计算：

式中：μL、μg——液相、气相的动力黏度(Pa·s)；

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：

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C.0.1-2确定。

图C.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：

式中：qm——气液混合物的体积流量(m3/s)；

d——管道内径(m)。

C.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：

式中：△p——油气混输管道压降(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，见本条第2款；

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，见本条第4款；

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公式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：

式中：HL(0)——水平管截面含液率；

RL——体积含液率，见公式C.0.1-5；

Fr——弗劳德准数，见公式C.0.2-11；

a、b、c——系数，取决于流型，见表C.0.2-1。

表C.0.2-1 a、b、c与流型的关系

2)水平管过渡流的截面含液率HL(0)T可按下列公式计算：

式中：T、S、I——分别表示过渡流、分离流和间歇流；

L2、L3——按表C.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：

式中：HL(θ)——倾角为θ的管路截面含液率；

d、e、f、h——与流型有关的系数，应按表C.0.2-2选取；

vs1——液相折算速度(m/s)；

σ——液相表面张力(N/m)。

表C.0.2-2 与流型有关的其他系数

对于θ＝90°的垂直管路：

3 两相管路流型判别准则应按表C.0.2-3确定，弗劳德准数应按下式计算：

式中符号意义与公式C.0.1-1、公式C.0.2-2中相同。

表C.0.2-3 两相管路流型判别准则

4 两相流水力摩阻系数可按下列公式计算：

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。

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，也可由下式计算：

式中符号意义与公式C.0.1-1、公式C.0.1-5、公式C.0.1-6中相同。