含立管段的管道气顶排空实验研究

摘要

对含立管段的管道进行气顶排空实验研究,以空气和水为介质,利用高速摄像仪和数据采集仪对排空过程的气液流动参数进行测量,发现气顶排空过程类似于立管混输系统中严重段塞流的流动过程.对比了不同排气压力下立管出口气液混合物的流型、立管底部压力和立管压降变化特性.结果表明,排气压力较小时,立管出口气液混合物流型为分层流和段塞流;排气压力较大时,仅呈分层流.排气压力越大,气体前锋的运动速度越快,排空经历的时间越短;气体前锋表现出脱离上壁面的趋势,其尖端更加趋近于管道的中心线,气鼻后方液层坡度越大.管底压力变化经历三个过程,分别对应了立管中液体流出、液气喷发、液体震荡三个阶段.随着排气压力升高,立管底部压力增加幅度增大,对应的压力峰值增大,立管压降的开始下降时间缩短,下降速度增大.