油田油气集输设计规范 [附条文说明] GB50350-2015 建标库

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.0.1-2RL-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。