附录D 油气混输的压降计算公式

    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)；

          λ_m——混输阻力系数，见式(D.0.1-2)；

          ρ_m——气液混合物的平均密度(kg/m³)，见式(D.0.1-6)；

          v_m——气液混合物平均流速(m/s)，见式(D.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D.0.1-1确定；

          Re_m——混输雷诺数；

          μ_m——气液混合物的动力黏度(Pa·s)，按式(D.0.1-4)、式(D.0.1-5)计算。

    3  气液混合物的动力黏度可按下列公式计算：

    式中：
        μ_L、μ_g——液相、气相的动力黏度(Pa·s)；

图D.0.1-1  Φ-RL关系曲线

          R_L——体积含液率；

          q_L——液相的体积流量(m³/s)；

          q_m——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：
          ρ_L、ρ_g——液相、气相的密度(kg/m³)；

          R_L——体积含液率；

          H_L——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D.0.1-2确定。

图D.0.1-2 RL-HL关系曲线

    5  气液混合物的平均流速可按下式计算：

    式中：
         q_m——气液混合物的体积流量(m³/s)；

          d——管道内径(m)。

D.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——混输管道压降(Pa)；

          H_L——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，按本条第2款计算；

          g——重力加速度，g＝9.81m/s^²；

          θ——管道倾角，度或弧度(流体上坡θ为正，下坡θ为负，水平管θ＝0)；

          λ_m——混输摩阻系数，可根据无滑脱水力摩阻系数λ_O、含液率H_L、无滑脱含液率R_L，经计算确定，按本条第4款计算；

          G_m——气液混合物质量流量(kg/s)；

          v_sg——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本规范式(C.0.1-1)中相同。

    2  截面含液率H_L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：
          H_L(0)——水平管截面含液率；

          R_L——体积含液率；

          F_r——弗劳德准数，按式(D.0.2-11)计算。

    系数a、b、c取决于流型，按表D.0.2-1取值。

表D.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：下标T、S、I分别表示过渡流、分离流和间歇流，L2、L3按表D.0.2-3中所列计算式计算。

        3)对于倾斜管截面含液率H_L(θ)可按下列公式计算：

    式中：
          H_L(θ)——倾角为θ的管路截面含液率。

          d、e、f、h是与流型有关的系数，见表D.0.2-2。

表D.0.2-2  与流型有关的其他系数

    式中：
          v_s1——液相折算速度(m/s)；

          σ——液相表面张力(N/m)。

    对于θ＝90°的垂直管路：

    3  两相管路流型判别准则应符合表D.0.2-3的规定。

表D.0.2-3  两相管路流型判别准则

    式中：符号意义与式(D.0.1-1)、式(D.0.2-2)中相同。

    4  两相流水力摩阻系数可按下列公式计算：

    式中：
          λ_m——两相流管路的水力摩阻系数；

          λ_o——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，也可按下列公式计算：