三种多相流动压力分布计算方法.pdf

第三章多相流动压力分布计算方法

1计算多相管流的方法

1.1多相流压力梯度方程

多相管流的压力梯度包括：因举高液体而克服重力所需的压力势能、流体因加速而增加的动能

和流体沿管路的摩阻损失，其数学表达式如下：

dpdvmρv2

ρθρgsin+v+fmm(3-1)

dhmmmdhmd2

式中ρ为多相混合物的密度；v为多相混合物的流速；f为多相混合物流动时的摩擦阻力系数；

mmm

θ

d为管径；p为压力；h为深度；g为重力加速度；为井斜角的余角。

1.2摩阻计算

此问题是已知管道内的流量Q、管道内径d、管道长度L、水的密度ρ、水的动力粘度μ、管道

内壁的绝对粗糙度Δ，求此段管道中的压力损耗。此问题可按下面步骤计算。

根据管道内径由下式计算管道的内截面积A：

π2

Ad(3-2)

4

根据管道内的流量和管道的内截面积计算管道内水流的平均流速v：

vQA(3-3)

根据管道内水流的平均流速、水的密度、水的粘度和管道内径计算管道内水流的雷诺数Re：

vdρ

Re(3-4)

μ

根据管道的绝对粗糙度和管道内径计算管道内壁的相对粗糙度ε：

2Δ

ε(3-5)

d

根据管道内壁的相对粗糙度和雷诺数从表3-2所列公式中选取一个合适用公式计算摩阻系

数λ。

根据摩阻系数、管道长度、管道内径、管道内水流速度和水的密度由下式计算压力损耗ΔP。

Lv2

=ΔλPρ(3-6)

d2

1.3按深度增量迭代的步骤（计算自喷井井底或井口压力）

根据多相垂直管流的压力梯度就可计算出沿程压力分布。由于多相垂直管流中每相流体的物

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理参数及混合物密度和流速都随压力和温度而变，沿程压力梯度并不是常数。因此，多相管流需

要分段计算，并要预先求得相应段的流体性质参数。然而，这些参数又是压力和温度的函数，压

力却又是计算中需要求的未知数。所以多相管流需要采用迭代法进行计算。下面是通用的计算步

骤：