垂直管泡流

垂直管泡流

在垂直管中,氣液兩相混合物向上流動且混合物中含氣量較低時,氣相以分散的小氣泡分布於液相中,在管子中央的氣泡較多,靠近管壁的氣泡較少,小氣泡近似球形。氣泡的上升速度大於液體流速,而混合物的平均流速較低,稱這種流態為泡流。

氣體舉升原理

在垂直管井中,沿井筒自下而上壓力不斷降低。當壓力低於飽和壓力時,石油中的溶解氣會分離出來。分離出來的氣體在沿井筒上升的過程中不斷釋放彈性膨脹能量,該能量參與舉升液體。利用氣體膨脹能量舉升液體依靠兩種作用力:一是氣體作用於液體上垂直頂推液體上升的舉升力;二是靠氣液之間的摩擦作用力,氣體攜帶液體上升。自噴井中,一般會出現4種流動狀態:泡流、段塞流、環流和霧流。

氣泡流的形成

在不同的氣相和液相速度下,垂直管內可以觀察到4個流型:氣泡流、過讀流、段塞流、霧狀流。當氣相和液相速度很小時,液相是連續的,氣相是分散的,由於液流速度較低,摩擦阻力較小,同時管內液相的壓力稍低於泡點壓力,所以部分溶解氣就會從液相中分離出來。此時氣量少,壓力高,氣體都以小氣泡分散在液相中,氣泡直徑相對於油管直徑要小很多,從而形成氣泡流的流態。

泡流的特徵特點

氣泡流或細泡流是最常見的流型之一,其 特徵為在液相中帶有散布在液體中的細小氣泡。一般直徑在1 mm以下的氣泡是球形的,直徑在1 mm以上的氣泡外形是多種多樣的。

泡流的主要 特點為:氣體為分散相,液體為連續相;氣泡的流速大於液體的流速,即存在相對運動,滑脫現象比較嚴重;氣體舉油主要依靠氣體的摩擦攜帶作用,舉油效果差。由於液流速度不大,摩擦阻力仍然很小。

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