Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Численное исследование гидродинамических характеристик течения газожидкостного снаряда в вертикальных трубах

Масуд Э.З., Сяо К., Тима М.А. и Сакр К.М.

Многофазные потоки встречаются в широком спектре применений, включая ядерную, химическую и нефтяную промышленность. Одним из наиболее важных режимов потока, встречающихся в многофазном потоке, является пробковый поток, который часто встречается в системах добычи нефти и газа. Проблемы пробкового потока могут привести к затоплению нижестоящих перерабатывающих установок, сильной коррозии труб и структурной нестабильности трубопровода, а также вызвать колебания потока в резервуаре и плохое управление резервуаром. В настоящем исследовании моделирование вычислительной гидродинамики используется для исследования двухфазного пробкового потока в вертикальной трубе с использованием методологии объема жидкости (VOF), реализованной в коммерческом коде ANSYS Fluent. Вязкие, инерционные и межфазные силы оказывают значительное влияние на гидродинамические характеристики двухфазного пробкового потока. Эти силы можно исследовать, введя набор безразмерных чисел, а именно: обратное число вязкости, Nf, число Этвеша, Eo, и число Фруда, FrTB. Моделирование учитывает гидродинамические особенности двухфазного пробкового потока, включая: форма пузырька Тейлора, профиль пузырька, скорость и толщина падающей пленки, структура потока в следе и распределение напряжения сдвига на стенке. Результаты моделирования CFD хорошо согласуются с предыдущими экспериментальными данными и моделями, доступными в литературе.