使用磁翻板液位計解決液化氣兩相流系統問題
返回列表發布日期：2019-06-29 14:18:46 |
計算兩相氣液流動的摩擦壓力損失是一個復雜的過程。兩個階段的共存流程使得可用的理論和經驗方法復雜化。這意味著無法提供完整的分析解決方案。經過60年的廣泛研究，很難找到兩個與精確預測的相關性。為了克服這些缺點，FluidFlow兩相模塊提供了八種相關性選擇，代表了解決這一復雜問題的一些最成功的方法。
您可以采用三種主要方法對FluidFlow中的兩相氣液流動系統進行建模。
定義系統入口處的流體溫度和壓力。
定義系統入口處的流體蒸汽質量。
使用不同的流體類型定義多個入口邊界條件。
當使用上述三種方法中的任何一種時，軟件將自動建立流體的物理性質并自動跟蹤整個系統中的流體相狀態。適當的壓力損失相關性也會自動應用于系統中的每個元素。
也可以在模型中動態創建流體混合物，或者使用數據庫中的流體創建混合物。
解決方法
兩相流的壓力梯度（ΔP/L）不是恒定的，而是隨著溫度和壓力的變化沿著磁翻板液位計變化。這意味著必須通過沿磁翻板液位計積分壓力梯度來計算壓降。FluidFlow使用的計算方法類似于可壓縮流量計算中使用的計算方法。執行以下步驟：
1.基于壓力P1和P2的微小變化選擇磁翻板液位計增量。這個增量的長度尚不清楚。
2.確定上游溫度，壓力，質量和物理性質。需要每相的物理性質和混合物的物理性質。這里至關重要的是FluidFlow的流體數據庫，其中包含超過1200種流體的熱物理特性。
3.然后執行閃光計算以確定下游質量。
4.從下游屬性中，FluidFlow確定流動狀態，然后確定該段的增量長度。增量長度的確定取決于所使用的摩擦損失計算方法。
5.重復步驟1到4，直到達到磁翻板液位計末端。因此，隨著計算向下移動磁翻板液位計，增量長度步長會縮短。對于最后一段，它永遠不會是所需的精確長度，我們使用基于先前段的結果的插值函數。
實施例1.氣水兩相模型（恒定質量）。
可以在單個流體的邊界處指定兩相條件，或者我們可以混合氣體和液體流以形成兩相混合物。我們將在以下示例中使用第二種方法。
設計磁翻板液位計數據：
磁翻板液位計（-1和-2連接已知流量到連接器）0.5米長2“Sch40磁翻板液位計。
管（從連接器到板式換熱器的-6）長60米，內徑50.8毫米。
磁翻板液位計（-3將板式換熱器連接到敲擊罐），長60米，內徑50.8毫米。
管（-4汽來自KnockOutPot的出口）5米和6英寸Sch40管。磁翻板液位計（-5和-7液體出口從敲擊罐）10米和2“Sch40磁翻板液位計。
計算方法-BeggsBrill。
結果概述：
這是具有恒定質量的兩相流的示例。這意味著蒸汽質量分數是恒定的，并且相之間沒有質量傳遞。這并不意味著每單位長度的壓力損失是恒定的，或者兩相之間的速度是恒定的。在混合后的第一管段（磁翻板液位計-6）中，氣體表面速度從磁翻板液位計-6的開始到結束增加。對于60m的管-6，總壓力損失為146791Pa，但摩擦損失為145349Pa。由于磁翻板液位計是水平的，因此差異是加速度損失。在交換器之后，混合物經歷了30℃的溫度升高。在交換器（-3）之后磁翻板液位計中的總壓力損失是208629Pa（磁翻板液位計-3的長度和直徑相同，為-6）。這是因為氣體體積和速度以及其他流體性質隨著出口管中溫度的升高而變化。您可以通過顯示Beggs-Brill流動模式圖來了解差異。
您可以采用三種主要方法對FluidFlow中的兩相氣液流動系統進行建模。
定義系統入口處的流體溫度和壓力。
定義系統入口處的流體蒸汽質量。
使用不同的流體類型定義多個入口邊界條件。
當使用上述三種方法中的任何一種時，軟件將自動建立流體的物理性質并自動跟蹤整個系統中的流體相狀態。適當的壓力損失相關性也會自動應用于系統中的每個元素。
也可以在模型中動態創建流體混合物，或者使用數據庫中的流體創建混合物。
解決方法
兩相流的壓力梯度（ΔP/L）不是恒定的，而是隨著溫度和壓力的變化沿著磁翻板液位計變化。這意味著必須通過沿磁翻板液位計積分壓力梯度來計算壓降。FluidFlow使用的計算方法類似于可壓縮流量計算中使用的計算方法。執行以下步驟：
1.基于壓力P1和P2的微小變化選擇磁翻板液位計增量。這個增量的長度尚不清楚。
2.確定上游溫度，壓力，質量和物理性質。需要每相的物理性質和混合物的物理性質。這里至關重要的是FluidFlow的流體數據庫，其中包含超過1200種流體的熱物理特性。
4.從下游屬性中，FluidFlow確定流動狀態，然后確定該段的增量長度。增量長度的確定取決于所使用的摩擦損失計算方法。
5.重復步驟1到4，直到達到磁翻板液位計末端。因此，隨著計算向下移動磁翻板液位計，增量長度步長會縮短。對于最后一段，它永遠不會是所需的精確長度，我們使用基于先前段的結果的插值函數。
實施例1.氣水兩相模型（恒定質量）。
可以在單個流體的邊界處指定兩相條件，或者我們可以混合氣體和液體流以形成兩相混合物。我們將在以下示例中使用第二種方法。
設計磁翻板液位計數據：
磁翻板液位計（-1和-2連接已知流量到連接器）0.5米長2“Sch40磁翻板液位計。
管（從連接器到板式換熱器的-6）長60米，內徑50.8毫米。
磁翻板液位計（-3將板式換熱器連接到敲擊罐），長60米，內徑50.8毫米。
管（-4汽來自KnockOutPot的出口）5米和6英寸Sch40管。磁翻板液位計（-5和-7液體出口從敲擊罐）10米和2“Sch40磁翻板液位計。
計算方法-BeggsBrill。
結果概述：
這是具有恒定質量的兩相流的示例。這意味著蒸汽質量分數是恒定的，并且相之間沒有質量傳遞。這并不意味著每單位長度的壓力損失是恒定的，或者兩相之間的速度是恒定的。在混合后的第一管段（磁翻板液位計-6）中，氣體表面速度從磁翻板液位計-6的開始到結束增加。對于60m的管-6，總壓力損失為146791Pa，但摩擦損失為145349Pa。由于磁翻板液位計是水平的，因此差異是加速度損失。在交換器之后，混合物經歷了30℃的溫度升高。在交換器（-3）之后磁翻板液位計中的總壓力損失是208629Pa（磁翻板液位計-3的長度和直徑相同，為-6）。這是因為氣體體積和速度以及其他流體性質隨著出口管中溫度的升高而變化。您可以通過顯示Beggs-Brill流動模式圖來了解差異。