管道内天然气水合物沉积演化进程数值模拟

摘要：

传统的双欧拉流体模型将水合物颗粒近似为流体相进行两相流动沉积预测,并未考虑流动过程中由相变导致颗粒生成的影响.为了解决该问题,在OpenFoam4.0开源计算软件植入双流体模型、界面面积传输方程、对流换热方程,在考虑水合物颗粒聚并、破碎效率的同时,引入关键的相变源项,根据管内温度场分布实时模拟计算水合物生成量,并在之后的流动沉积过程中加以考虑,而管内沉积层带来的保温效应将反作用于温度场分布,使沉积体出现动态演化过程.数值模拟结果表明:随着管道入口水合物体积分数的增加,水合物首先沉积在圆管顶部,并呈现边缘化及向心生长;随着管壁过冷度增大,水合物生成量持续增加,但水合物最大粒径却存在明显阈值;不同流动模式中,均匀流状态下管内流动状况最为安全.建议未来研究可联合求解水合物气液固三相流动相关参数,以期为深海水合物浆液开采及防治提供技术支持.

关键词：深海管道、天然气水合物、界面面积传输、相变、沉积

所属期刊栏目：41

分类号：TE832(石油、天然气储存与运输)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：211-218