Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

6.3.1. плотность СМЕСИ «ЖИДКОСТЬ (НЕФТЬ)-ГАЗ»

Рассмотрим случай восходящего движения газожидкостной смеси в круглой вертикальной трубе площадью сечения / при существовании относительной скорости. Наличие относительной скорости приведет к тому, что при одинаковых объемных расходах жидкой q и газовой V фаз площади, занимаемые каждой фазой в сечении трубы, будут различны. При этом площадь, занимаемая газовой фазой, будет все время уменьшаться при увеличении относительной скорости.

В общем виде плотность газожидкостной смеси можно записать в виде функциональной зависимости:

Рем = Рем (9. у, ж / Рж Рг о)- (6-36)

Так как площадь поперечного сечения лифта при движении газожидкостной смеси занята жидкой фазой/, и газовой фазой/., то можно записать следующие очевидные равенства:

9 = ж/ж. (6-37)

y = J., (6.38)

/ = Л+Д, (6.39)

где и, - истинные скорости жидкой и газовой фаз, м/с.

В равенствах (6.37-6.39) параметры и,, и,, /, и практически очень трудно определить. Найдем функциональную связь между основными параметрами газожидкостной смеси, которые сравнительно легко могут быть определены.

Рассмотрим объем газожидкостной смеси в вертикальной трубе высотой ДЛ, плотность смеси в которой определяется уравнением (6.33) с соблюдением условия (6.34). Для данного элементарного объема выражения К, и могут быть записаны так:

И=/,М, (6.40)

П=ЛДЛ, (6.41)

К, -I- =/ДЛ. (6.42)

С учетом уравнений (6.40), (6.41) и (6.42) уравнение (6.33) может быть переписано в виде:

Рж / /Рж- (-4)

с учетом выражения (6.39) можно переписать (6.43) в виде:

/» -Р«-Рг .....

f Р.-Р,- (-

Перепишем выражение (6.9) с учетом (6.37,6.38 и 6.39):

V д

или с учетом (6.44):

Рсм -Р, Рсм-Р

Р»-Рг Р»-Рг

После решения (6.46) относительно р получаем:

(6.45)

(6.46)

К/(Р»+Рг)-(1 + 9)(Р» -Рг) +7К/(Рж+Р.)-

Рш =-7-7---

-(У + д)(Р. -Pr)f -4п„/К/р,р, -(р, -р,)(Кр, + (6.47)

Учитывая истинное газосодержание ф, определяемое по (6.6), выражение (6.43) с учетом (6.39) можно переписать в таком виде:

Рсм= Р»(1-ф) + ФРг- (6-48)

С учетом (6.2) и (6.7) выражение (6.47) перепишем так:

Рс„ =

Рж -Рг

(Рж+Р.)-

"(p»Pr)-tff

РжРг-(Р»-Рг)

р» +

1-PJ

(6.49)

где р - объемное расходное газосодержание. 288

Обозначим через R комплекс

(6.50)

и назовем его параметром относительной скорости.

Найдем взаимосвязь между объемным расходным и истинным газосодержанием. Запишем (6.45) в виде:

q (1-р)ф 1-ф

i?=-

(1-р)ф 1-ф- (-1)

После несложных преобразований (6.51) и решения квадратного уравнения относительно ф, получим:

l + i?(l-p)-7[l + i?(l-P)f-4i?(l-p)P 2Я(1-Р)

ф = .

(6.52)

1+(1-ф)л

(6.53)

Р = -

(6.54)

1 + фЛ(1-ф)

Для нисходяшего вертикального потока газожидкостной смеси взаимосвязь основных характеристик такова:

ф[1-(1-ф)7г;

1-фл(1-ф)

Анализ данного выражения показывает, что оно может существовать только при выполнении следующего условия:

<Г- (6-55)

Совместное рассмотрение (6.54) и (6.55) позволяет сделать принципиальный вывод о том, что в случае нисходящего движения ГЖС, когда соблюдается условие (6.10) зависимость (6.54) существует при любых значениях р и ф от О до 1 только при параметре относительной скорости i? < 1. При/? > 1 существует некоторое минимальное