多孔介质中流动泡沫的压力分布计算

摘要

将多孔介质简化为一簇变截面毛细管组成的毛细管束,根据多孔介质的颗粒直径、颗粒排列方式、孔喉尺度比以及束缚水饱和度,计算出变截面毛细管的喉道半径和孔隙半径.在考虑多孔介质喉道和孔隙中单个气泡的受力和变形基础上,利用质量守恒定理和动量守恒定理,推导出单个孔隙单元内液相的压力分布和孔隙单元两端的压力差计算公式,最终得到多孔介质的压力分布以及多孔介质中泡沫当量直径计算方法.利用长U型填砂管对多孔介质中稳定泡沫的流动特性进行了实验研究,并对实验结果和计算结果进行了对比.结果表明:稳定泡沫流动时多孔介质中的压力分布呈线性下降,孔喉结构和泡沫干度是影响泡沫封堵能力的主要因素;泡沫的封堵能力随泡沫干度的增加而先增加后降低,在泡沫干度为85%时达到最强封堵能力.