» » Расчет трубопровода – двухфазные и многофазные потоки

Расчет трубопровода – двухфазные и многофазные потоки

Большой интерес к проблемам гидродинамики многофазных систем, наблюдаемый в последние годы, обусловлен значимостью этих вопросов. Поток, движущийся по трубопроводу, бывает многофазным. Движение многофазного потока в трубопроводе в значительной степени меняет всю газогидродинамическую картину по сравнению с однофазным потоком.

Однако, многофазный поток требует тщательного контроля, мониторинга, анализа и управления. Это связано с неустановившимся режимом различных процессов в потоке, зависящих от многих факторов как внутри трубопровода, так и снаружи.

Расчет трубопровода – двухфазные и многофазные потоки

Двухфазный поток в трубопроводе – визуализация программы ITM Flow


Потенциальные проблемы при многофазном потоке связаны со следующими факторами: одновременное существование нескольких режимов, фазовые взаимодействия, свойства флюидов, влияние геометрии трубопровода и топологии сети трубопровода на стабильность потока и др. В процессе транспорта все эти явления находятся во взаимодействии, что делает невозможным прогнозирование и борьбу с ними путем моделирования статических режимов.
Также при движении потока по трубопроводу могут происходить фазовые переходы или фазовые превращения, т.е. переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий (давление, температура, концентрация компонентов и др.). Разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния. Фазовые переходы характеризуются «точками» фазовых переходов.

Расчет трубопровода – двухфазные и многофазные потоки

Мультифазный поток в трубопроводе – визуализация программы ITM Flow


Учет влияния возможных фазовых переходов значительно увеличивает достоверность расчетов. Расчеты, производимые без учета возможных фазовых переходов, значительно отличаются от фактических показателей работы трубопроводов.
При моделировании трубопроводов встречаются следующие фазовые переходы:

1. Кристаллизация (переход вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов).
2. Плавление (переход вещества из кристаллического твёрдого состояния в жидкое).
3. Испарение (переход вещества из жидкого состояния в парообразное или газообразное).
4. Конденсация (переход вещества в жидкое состояние из газообразного).
5. Сублимация (переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя жидкое).
6. Десублимация (переход вещества из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое).

Программный комплекс ITM Flow позволяет исследовать все трудно прогнозируемые технологические процессы, изменяющиеся во времени: коррозию, образование гидратов, рельефных и гидродинамических пробок, выпадение парафинов и др. Именно этим явлениям следует уделять особое внимание, так как их игнорирование на ранней стадии проектирования может привести к большим материальным потерям, а на стадии эксплуатации – к снижению ее эффективности или аварийной ситуации.

Компьютерное моделирование трубопровода