附录C 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C.0.1-2；

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

              v_m——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

          R_em——混输雷诺数；

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

              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C.0.1-2确定。

图C.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)。

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：H_L(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；

          v_s1——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：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λ_o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。