[发明专利]一种基于动态接触角的水平油水两相流压降预测方法

摘要

本发明涉及一种基于动态接触角的水平油水两相流压降预测方法，包括下列步骤：分别输入油水两相的密度ρo和ρw，油水两相的运动粘度νo和νw，以及界面张力γow和管道内径D；输入油水两相表观流速参数；将管道内径D分成N等分；计算油相和水相的压降；得到压降参数。

主权项

1.一种基于动态接触角的水平油水两相流压降预测方法，包括下列步骤：(1)分别输入油水两相的密度ρ_o和ρ_w，油水两相的运动粘度ν_o和ν_w，以及界面张力γ_ow和管道内径D；(2)输入油水两相表观流速参数U_sw，U_so；(3)将管道内径D分成N等分；(4)计算油相和水相的压降，方法如下：①令水层i＝0，取水层高度②计算此水层高度情况下的油水界面曲线的曲率半径r_c：③计算油水界面曲线与管壁之间的交点坐标(x₀,y₀)：其中R为管道内半径；④计算油水分界面的长度S_i⑤计算油相和水相在管壁上的润湿周长S_o和S_w：⑥计算此水层高度下的持水率H_w：H_w＝1.43057h_w/D‑0.12929⑦计算水相和油相在管截面上占有的面积A_w和A_o：A_w＝πR²·H_wA_o＝πR²·(1‑H_w)⑧分别计算水相和油相的流动速度U_w和U_o：U_w＝U_sw·H_wU_o＝U_so·(1‑H_w)⑨计算水相和油相的水动力学直径D_w和D_o：⑩计算油相与管壁之间的剪切应力τ_o，水相与管壁之间的剪切应力τ_w可表示为：其中f_o和f_w分别表示油相和水相摩阻系数，ξ和η为经验参数，Re_o和Re_w分别表示油相和水相的雷诺数，D_o和D_w分别表示油相和水相的水力学直径；计算油水两相间的剪切应力τ_i：其中，U，ρ_i，ν分别为速度较快一相的速度，密度，运动粘度；分别计算油相和水相的压降和(5)判定i＝N是否成立；若成立，则进行下一步；若不成立，则i＝i+1重复第(4)步；(6)将得到的水相和油相压降数组相减并取绝对值，得到压降差数组(7)输出压降差数组中最小值对应的序数i₀；(8)此时有得到压降参数。