垂直管流实验实验报告
采油工程实验.ppt
(1)不要触摸运转中抽油机的平衡块和刹车； (2)要保证泵筒中心线与驴头对齐； (3)开动抽油机前，一定要检查相应的供液管和供气管是否畅通； (4)不要无休止地拧空气定值器的调节钮； (5)实验过程中要注意观察柱塞和凡尔的工作情况； (6)出现意外情况时先关闭电源。
中国石油大学(华东)石油工程实验中心
1.5吨(或1KN)时，将送油阀放慢关闭维持此点上，将定值器打开使气体进入浮子流量计中，调节定值器旋钮，使浮 子指示到流量计刻度的最高度值。 ③送油阀继续开动，当指针加到所规定的吨数时，保持指针示数不变。 同时读出流量数Q和对应的压力P(精密压力表 示数)。 ④需要载荷分别依次加到3吨、5吨、 (7吨) 、10吨、(12吨)、15吨、(18吨)、20吨、25吨、30吨读出相应的P，Q值， 用达西公式计算。注意：在测点7、12、18吨处，保持载荷不变，改变P(调定值器阀)，读出Q, 记5组数据，用于二项 式公式计算。 ⑤试验结束后，关送油阀，按红钮关电源，慢慢打开回油阀卸载，将岩心取出，观察支撑剂破碎情况。 ⑥双层支撑剂测定：将重量为岩心上铺设单层时支撑剂重量2倍浓度分量的支撑剂铺于岩心表面，依次按步骤(2)进行 操作，测出不同载荷下的P及Q值。
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三、裂缝导流能力实验
实验设备及材料
实验设备：裂缝导流仪，包括以下组成部分：压力试验机；空气压 缩机；定值器；精密压力表；浮子流量计；岩心(钢板)模；游标卡尺、 电子天平。
实验介质：不同产地的石英砂和陶粒 。
实验仪器照片 中国石油大学(华东)石油工程实验中心
三、裂缝导流能力实验
实验步骤
(1) 准备实验工作
①记录使用的支撑剂名称、产地、粒径及室内温度下的气体粘度。
垂直下降管内油气水三相流摩擦压力降的实验研究
（ 安 交通 大学 能 源与 动 力工 程学 院， 西 摘 陕 西 西安 ７ ０ ４ ） １０９ 要 本 文对 垂直 下 降钢 管 中的油 气 水三 相 流摩 擦压 力 降进 行 了实 验研 究，得 出 了三 相 流摩 擦 压力 降 与折 算 液速 、折
可 以节 省 大量 管 道投 资费 用 ，因而 开 展 油气 水 混 合 物 的流 动特 性 研究 已成 为石 油 工业 中多相 流 体 力学
研 究 的一个 热点 。 有 关管 内油气 水 三 相流 在 水 平管 、微 倾 斜管 和 垂 直 上升 管 中 的摩 擦压 力 降 的研 究 工 作 已有 为数 不 多 的论 文 发表 ［ ｈ引，但 对垂 直下 降管 中 的油气 水 三 相 流摩 擦 压力 降 的研 究工 作，至 今 尚未 见 报道 。
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第 ２ ３卷第 ４期
２ ０ 年 ７ 月 ０ ２
工
程
热
物
理
学
报
Ｖｌ ．３ Ｏ ２ 、Ｎｏ． １ ４ Ｊ １． ０ ２ ｕ．２ ０
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＮＧ Ｉ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＴＨＥＲＭ ＯＰＨＹ Ｓ ＣＳ Ｉ
垂 直 下 降 管 内油 气 水 三相 流 摩擦压 力降的实验研 究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｅ ｅｔ ｏ ｕ ｅｆｉ ａ／ｑ ｉ ｅｏｉｅ ｎ ｔｒｖｌｍｅｆ ｃｉｎｏ ｈ ｉ ｉｎ ｌ ｓｒｃ ｆｃｓ ｆｓｐｒｃ ｌｇｓｌ ｕｄｖｌｃ ｉｓａ ｄｗａｅ ｏｕ ａｔ ｎｔｅｆｃ ｏ ａ ｉａ ｉ ｔ ｒ ｏ ｒ ｔ
ｐｒ ｓｕｒ ｒ ｐ ｆ ｔ ｒ ｅ ｐ ｓ ｏ ｉ ｅ ｔｃ ｌｄｏ ｎ ｒ ｔ ｅ ｐ ｒ ｘｐｅ ｉ ｅ ｔ ｌｙ ｉ ｖ ｓｉ ａｔ ｄ， ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｏ ｈ ｅ － ｈａ ｅ ｆ ｗ ｎ ｖ ｒ ｉ ａ ｗ ｗａ ｄ ｓ ｅ ｌｐｉ ｅ ｗｅ ｅ ｅ ｌ ｒｍ ｎ ａ ｌ ｎ ｅ ｔｇ ｅ
含湿混合气体在垂直管内对流冷凝换热实验研究
验数据的处理和分析， 出实验点与关联式误差在 ± ０ 得 ２ ％的范围内， 气膜热阻是混合 气体 中水蒸汽凝结 的主要热阻； 最后分析 了影响混合气体换热的一些因素。
关键 词 ： 湿混 舍 气体 ； 含 冷凝 ； 热 换 中图分类 号 ： ２ ＴＫ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 学者 已对 后两 者 进 行 了实 验 研 究 。对 于前 一种
０ 引言
随着 工业 的发 展 ， 源供 需矛 盾 曰益 突 出 ， 能 燃料
价格不 断上 涨 ， 能 已经 成人 们 普遍 关 心 的问题 ； 节 另
情况 中垂 直单 管 管 内冷 凝 的实 验 数 据 目前 还 缺乏 。
因此 从传 热传 质学 的角 度对 回收水 蒸 汽潜 热 的换热 系统 进行 研 究是 非常必要 的 。
验 中 ， 流 换热 准则关 联式 的形式 一般 可 表达 为 ： 对
２ 实验 系统
试 验选 用蒸 汽加湿 器 产 生 的水蒸 汽 和天 然气 燃
Ｎ ＝Ｃ－ ｅ ｕ Ｒ ｐ・
。由 于实 验 中混 合 气体 Ｒ 在 ｅ
３０ －１００范 围 内变 化 ， 合 气 体 流 态 从 过 渡 流 ００ ６０ 混 变化 到紊 流 ， 以它 的准 则关 联 式 应分 开 表示“ ： 所 对 于 过 渡 流 Ｎ“ ： ｃ －（ 一 １０ ｒ Ｒ ０ ）－
壁面处 的蒸 汽分 子 开始 凝 结 ， 在 壁 面 上形 成 一层 并 凝结 液膜 。由于 蒸 汽分 子 的凝 结 ， 汽压 力 减 小 而 蒸
不凝 气 体分 压力 增 大 ， 凝 结液 膜 外 侧形 成一 个 浓 在
度边 界层 。在 凝 结 过 程 中 ， 离 壁 面 的 蒸 汽分 子 必 远 须 借助扩 散穿 过 这层 气 膜 层 ， 能 到 达 液膜 表 面进 才 行 凝结 。这 层气膜 构成 了混合 气体 中水蒸汽 凝 结 的
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告
管内强制对流传热膜系数的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过实验测定管内强制对流传热膜系数，并掌握传热膜系数的测定方法和技术。
二、实验原理管内强制对流传热是指在管内流体中，由于流体的运动而产生的传热现象。
传热过程中，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
在强制对流条件下，由于流体的动力作用，会增加固体表面附近的液体或气体的速度，从而增加了固体表面附近的换热系数。
本实验采用垂直放置的管道，在管道内通过水来进行强制对流传热。
通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
三、实验器材1. 垂直放置的导热试件2. 水泵和水箱3. 流量计和温度计等测试仪器四、实验步骤1. 将导热试件放入垂直放置的试件支架中，并连接好进出水管道。
2. 打开水泵，调整水流量，使其稳定在一定范围内。
3. 测量进口和出口水温，并计算出温度差。
4. 测量导热试件内壁的温度差。
5. 根据测量得到的参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
五、实验结果分析通过实验测量和计算，得到了不同条件下的管内强制对流传热膜系数。
根据实验结果可以发现，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
这是因为在强制对流条件下，液体或气体与固体表面接触时，会因为温度差而发生传热。
当壁温度差增大时，液体或气体与固体表面接触的面积增大，从而增加了换热系数。
六、实验误差分析本实验中可能存在的误差主要来自于以下几个方面：1. 测量仪器误差：如温度计、流量计等仪器精度限制；2. 实验环境误差：如室内温度变化、水泵压力变化等；3. 实验操作误差：如读数不准确、流量控制不稳定等。
七、实验结论本实验通过测量水进出口温度差、水流量以及管道内壁温度差等参数，计算出管内强制对流传热膜系数。
实验结果表明，在相同的流速下，传热系数随着壁温度差的增大而增大。
本实验为管内强制对流传热膜系数的测定提供了一种简单有效的方法和技术。
垂直管内R124-DMAC鼓泡吸收过程流型演化可视化实验
垂直管内R124-DMAC鼓泡吸收过程流型演化可视化实验蒋孟男;徐士鸣;胡军勇;王伟;吴曦【摘要】Through constructing a visual experiment platform of bubble absorption heat and mass coupled transfer characteristics in the vertical tube, the flow pattern characteristic and distribution regularity of bubble absorption process on R124/DMAC (2-chloro-1,1,1,2,-tetrafluoroethane/N', N'-dimethylacetamide) as working medium are studied. The result shows that the flow pattern characteristic and distribution regularity are influenced by the refrigerant vapor flow rate, absorption solution flow rate and its inlet temperature. Under large refrigerant vapor flow rate and high solution inlet temperature conditions, three kinds of flow patterns of churn flow, slug flow and bubble flow can be simultaneously observed in the bubble absorption tube. Under the condition which the vapor is completely absorbed in the absorption tube, the height of churn flow is no more than half of the total absorption height, while the height of slug flow is no more than 2/5 of the total absorption height. The rest of the absorbing height is occupied by bubble flow.%通过搭建一套垂直管管内鼓泡吸收热、质耦合传递特性可视化实验平台，对以 R124-DMAC（一氯四氟乙烷-二甲基乙酰胺）为工质的鼓泡吸收过程的流型特征与分布规律进行研究。
垂直流人工湿地
垂直流人工湿地1 引言垂直流人工湿地因具有较高的水力负荷、污染物去除效率高、占地小等优点，越来越得到大面积的应用.近年来，垂直流湿地多用于不同污染负荷生活污水的处理，其净化效果主要受湿地类型构造本身、填料、植物类型、进水C/N比与启动季节等因素的影响，而关于进水C/N比对不同植物类型处理生活污水效果的影响研究相对较少.污水C/N比是反映湿地系统内部碳氮循环的主要指标，综合了湿地生态系统功能的变异性，容易测量，是确定废水碳氮平衡特征的一个重要参数.湿地系统的进水C/N比特征直接影响着微生物的群落结构，从而影响污水处理效果.另外，不同湿地植物、不同环境条件下及不同生长时期对N、P的需求量也不同.植物对N、P吸收量及比例的变化，也会间接影响其在不同季节对污水去除效率的贡献.本研究针对垂直流型人工湿地系统，研究水葱(Scirpus tabernaemontani)，香蒲(Typha orientalis，)菖蒲(Acorus calamus)和千屈菜(Lythrum salicaria)4种植物湿地在不同进水C/N比条件下的污水净化能力，探讨其可能的影响机制.2 材料和方法2.1 人工湿地的构建人工湿地污水处理系统于2014年1月建于复旦大学生态学实验基地温室大棚内，为垂直潜流型人工湿地(图 1)，各湿地尺寸均为1.0 m×0.6 m×0.9 m(长×宽×高)，在长边15 cm处分别用隔板隔开，靠近进水端15 cm的隔板底部以尺寸为0.80 m×0.15 m的矩形开口相通.布水区填料上层为粒径约12 mm的炉渣，厚度为45 cm，炉渣在使用前经过5次冲洗，以避免其会产生高碱度的环境，从而危害植物和根系间微生物的生长;下层为粒径约15 mm的砾石，厚度为20 cm，进出水隔板之间10 cm的高度差使得水流可以从布水区自行流入出水端.进水区采用穿孔(15 mm的孔，间距为100 mm)PVC管均匀布水，试验于2014年1—3月先进行湿地驯化，2014年4月到2015年1月为污水处理正式运行阶段，采用连续进水方式，水力负荷为0.67 m3 · m-2 · d-1，HRT为1.5 d，填料层的孔隙率约为43%.3种不同的C/N比进水条件，每种植物湿地均为4个平行处理，共计48个湿地单元.图1 垂直流型人工湿地2.2 模拟生活污水的配制及进水水质特征对4种植物类型湿地进行碳源不同污染梯度水平的添加处理，碳源添加浓度分别为100、200、400 mg · L-1(污染负荷分别为322.64、645.35、1280.06 mg · m-3 · d-1)，N素添加浓度为40 mg · L-1(污染负荷为107.75 mg · m-3 · d-1)，P素添加浓度为5 mg · L-1(污染负荷为16.58 mg · m-3 · d-1).模拟污水的配方为 100、200、400 g · m-3 葡萄糖，80g · m-3 尿素，15 g · m-3 NaH2PO4，1.5 g · m-3 KH2PO4，4 g · m-3 CaCl2，2 g · m-3 MgSO4.3种不同C/N比进水条件分别为C1N(2.5 ∶ 1)、C2N(5 ∶ 1)和C3N(10 ∶ 1).每种湿地植物在相同进水条件下的处理均为4个平行组.模拟生活污水的进水水质特征见表 1和表 2.表1 不同进水C/N比条件下主要理化指标的进出水特征表2 不同进水C/N比条件下主要污染物的进水浓度与去除率及湿地植物收获后生物量2.3 实验步骤本研究选取本实验室前期筛选出的具有较好污染物降解效果的水葱、香蒲、菖蒲和千屈菜，均为挺水植物.2014年的2月1日每个湿地单元分别种植水葱(Scirpus tabernaemontani)、香蒲(Typha orientalis)菖蒲(Acorus calamus)和千屈菜(Lythrum salicaria)，上述4种湿地植物种植时单个湿地平均鲜重分别为0.28、0.34、0.21和0.41 kg，种植密度为 5~8 株· m-2.前期湿地用模拟生活污水灌水2个月，该阶段为湿地的驯化期.实验运行周期为10个月，时间为2014年的4月1日至2015年的1月31日，模拟污水以0.21 m3 · m-2 · d-1的水力负荷进入人工湿地单元，配水装置是一个直径5 cm的塑料管，其上分布着直径1.5 mm的小圆孔.每周通过一个200 L的大水箱向人工湿地供水5 d，另外2 d为停歇时间.2.4 水样、植物样采集与测定每周采集进出水样一次，每月测定的4个周的平均值作为该月处理水样的月平均值.COD 采用重铬酸钾法测定，TP 采用AQ2全自动间断化学分析仪(Automated Chemistry Analyzer ，England )测定，TN 采用德国产Liquor TOC 分析仪测定.物理化学指标的测试包括氧化还原电位(Eh)、pH 值、溶解氧(DO)，均是在现场实地测量，其中，DO 采用Orion Dissolved OxygenProbe(Model 862Aplus ，USA)测量，Eh 采用Orion 250Aplus ORP Field Kit 测量，pH 值采用Orion Portable pH Meter(Model 250Aplus ，USA)测量.分别采集和测定各湿地植物实验前后的生物量，本研究采用种植前与实验结束收获后湿地植物鲜重表示生物量.2.5 数据分析污染物去除率R 的计算公式如下：式中，Ci 和Ce 分别表示进水和出水的浓度(mg · L -1).1个月中每周测量值的平均值用来表示1个月中污染物的去除效果.2.6 统计分析所有的数据都采用SPSS 软件进行分析.一阶方差分析用来分析4种不同植物垂直潜流式人工湿地各种参数条件下的出水状况.二阶方差分析用来分析测试不同的碳元素添加、人工湿地植物类型、季节变化，以及其两两或者3个一起的综合影响作用.Duncan 多倍范围检验用来进一步评价方差分析中的差异显著性.3 结果3.1 主要物理化学指标的变化pH 值、氧化还原电位(Eh)和溶解氧(DO)值见表 1.对于pH 值，3种C/N 比进水条件下，4种植物湿地均表现为出水值(6.38~6.81)低于进水值(7.23~7.56)，但不同处理条件下，不同植物间差异不显著(p>0.05).对于DO 值，C1N 和C2N 处理要显著高于C3N 处理(p<0.05)，但相同处理不同植物类型间差异不显著(p>0.05).对于4种植物湿地类型，Eh 值在C1N 、 C2N 和C3N 处理中差异也不显著(p>0.05).3.2 主要污染物去除率随时间的变化主要污染物去除率在处理过程中各个月份中的变化明显，3种进水负荷下，COD 去除率在香蒲和菖蒲湿地均优于水葱和千屈菜湿地(图 2，表 2).如图 2a 所示，C1N 处理中，4种植物湿地中COD 去除率在秋末和冬初波动相对较大.在C2N 和C3N 处理中，4种植物湿地均表现出在7月和10月COD 去除率较高(图 2b 和2c).到实验结束(1月)，3种处理条件下，不同植物湿地对COD 去除率均下降到最低值，受季节影响显著.由表 3的方差分析发现，季节、植物类型与季节的交互作用对COD 的去除率影响显著(p<0.05).图2 实验期间COD去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)表3 湿地植物类型、碳添加、季节变化参数的方差分析如图 3所示，4种植物湿地中TN去除率在所有进水条件下均出现了较为明显的波动.在C1N 和C2N处理中，水葱湿地的TN去除率低于其他3种植物湿地(图 3a，3b)，而香蒲湿地在整个实验阶段TN去除率均较高.在C2N和C3N处理中，4种植物湿地类型在10月TN去除率明显较高，冬初(11—12月)也表现出了相对较高的去除能力(图 3b和3c)，然而到翌年1月均呈明显下降趋势，TN去除率较低.在整个实验启动期间，TN去除率受季节变化影响明显，波动时间相对较长.研究发现，季节对TN的净化效果具有显著影响(p<0.05)(表 3).图3 实验期间TN去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)对于TP去除率，其在所有进水负荷条件下都表现出在香蒲和水葱湿地稍高于菖蒲和千屈菜湿地(图 4).表 3分析发现，季节对TP去除率的影响明显(p<0.05).较高的TP去除率出现在4—5月，但最低值大都出现在冬季(12月，C/N=10 ∶ 1情况下最低值出现在6月)(图 4).TP去除率在菖蒲湿地总是相对较低，且受季节变化影响显著.图4 实验期间TP去除率变化(a.C/N=2.5 ∶ 1; b.C/N=5 ∶ 1; c.C/N=10 ∶ 1)4 讨论不同进水C/N比处理条件下，湿地去除能力有明显差别.很多研究结果表明，进水的污染物负荷的C/N比对污水的净化效果有较大的影响.赵永军等研究发现，微生物在不同生长阶段会根据自身需要调节所需要的C/N和P/C比，较高的生长速率不仅仅会出现在较高的C/N和P/C比下，也会出现在较低的N/P比的情况下，如细菌.合理控制C源和N源，以及进水污染物的C/N比，对于提高COD的去除率具有积极意义.本研究COD去除率达63%~78%，与在水平潜流型湿地的处理效果接近(60%)，而略低于Poach等)的研究结果.COD的去除率在香蒲湿地中相对高于其他3种湿地，其机理可能是香蒲植物向根区输氧能力更强，在植物根区的还原态介质中形成氧化态微环境，使有氧区域和无氧区域共同存在，有利于充分发挥微生物降解有机污染物的作用.利用菖蒲湿地处理生活污水时COD的去除率约为76%，与本研究进水C/N=5 ∶ 1时结果基本相同.另外，4种植物湿地均受到了进水负荷和季节变化的较大影响.COD在污染物进水负荷为C/N=5 ∶ 1时的去除率达到最大.C/N=10 ∶ 1时的结果显示，在较高的C/N负荷中，有机污染物的降解率相对较低.此结果与赵永军等的研究结果基本一致.垂直潜流人工湿地对于氮的去除主要是依靠硝化和反硝化过程实现的.当C/N=5 ∶ 1时，TN去除率比C1N和C3N处理高，而香蒲湿地也略高于其他3种植物湿地.这说明在适合的C/N比条件下，可使得硝化反应和反硝化反应达到最佳状态，适量的碳源保证了湿地反硝化过程的顺利进行.而植物的合理选择也在一定程度上提高了TN的去除效果.在不同的进水负荷条件下，平均TN去除率在香蒲湿地中达到了38%~49%，与Seo等(2008)在水平流湿地中48%的去除率接近.比较了水葱、香蒲和千屈菜等湿地植物对生活污水的TN去除率，发现香蒲的去除效果高于千屈菜，这与本实验的研究结果基本一致.另外，该研究结果表明，季节变化对于TN的去除则是有非常显著的影响，特别是在6—7月间，TN去除率达到最高值.TN在夏季有较高的去除率，其原因可能是植物在较高温度下良好生长，根系充分发育，为植物根系间微生物提供了良好的新陈代谢环境所致.人工湿地中TP的去除主要是通过湿地基质填料的吸附作用和沉降作用来实现的.为了可以达到较好的除磷效果，本研究以炉渣作为湿地填料的上层填充物，在不同进水条件下4种植物湿地均表现出了较高的TP去除率.Tanner等研的究结果表明，P在人工湿地中的吸附沉淀降解是一种有限的过程，经过一段时间以后湿地填料必须要更新或者冲洗以后才能再用，否则TP去除效果会下降.因此，人工湿地填料的选择对于TP的去除是一个非常重要的影响因素研究发现，水葱对总氮的净化效率可达到85%，好于其他挺水植物湿地.但本试验中水葱湿地虽去除率高于其他3种湿地，但仅为70%左右.这可能与研究的人工湿地类型与进水浓度不同有关.本研究发现，不同植物类型湿地间TP的去除率差异不大，可能的原因是植物对于磷元素的吸收对于整个TP去除的贡献率较小，湿地基质的吸附降解作用是其主要途径.不同C/N比处理下，TP的去除效果也差异明显，当C/N=5 ∶ 1时，具有最大值(63%~73%).这说明进水的C/N比也是影响人工湿地TP去除效果的重要因素.合理设计人工湿地进水C/N比例，有利于取得理想的TP净化效果。
垂直管内两相流流型的实验研究
垂直管内两相流流型的实验研究作者：韩悦李梦杰来源：《当代化工》2016年第08期摘要：为正确预测气井井筒气液两相流动规律，在多相流实验平台上开展了不同管径（28、60 mm）和不同压力（0.10、0.50 MPa）下空气/水两相流流型实验，利用高速摄像机再现了泡状流、段塞流、搅动流和环状流的流型结构和过渡现象，绘制了实验流型图，对比了管径、压力对流型过渡的影响以及分析了环状流形成与液滴夹带的关系，在气液两相流实验的基础上，以环状流形成过程为例，从流型的物理现象着手，对环状流形成的机理进行了定义和数学建模，从而建立了产液气井两相流流型转变组合机理模型。
将该组合机理模型和不同管径、不同压力下的实验结果进行对比，发现新模型均能正确预测各流型间的转变条件，具有一定的通用性。
关键词：两相流；流型；物理现象；实验；预测中图分类号：TQ 000 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1697-04Abstract： In order to correctly predict the flowing law of gas liquid two-phase flow in gas wells， the flow pattern and liquid membrane separation experiments of gas/water two-phase flow were carried out on the experimental platform of multi-phase flow in different pipe diameters（28，60 mm） under different pressures（0.10， 0.50 MPa），the flow pattern and transition phenomena of bubble flow， slug flow， stirring flow and annular flow were reproduced by high speed camera，the flow pattern map of the experiment was plotted， and the influence of tube diameter and pressure on the flow pattern transition was contrasted， and the relationship between annular flow formation and droplet entrainment was analyzed； On the basis of the experiment of gas liquid two phase flow， taking the annular flow formation process as an example， from the physical phenomenon of the flow pattern， the annular flow formation mechanism was defined and the mathematical model was established， therefore the comprehensive mechanism model of the two-phase flow pattern transition in liquid gas wells was established. Compared with the experimental results of different diameters and pressures，it’s found that the new model can correctly predict the changing conditions of different flow patterns and has a certain generality.Key words： two phase flow； flow pattern； physical phenomenon； experiment； prediction目前，国内外许多气田都已进入生产中后期，绝大部分气井都存在不同程度的产液现象，由产液带来的井底回压增加、井筒气液滑脱加剧、气井难以稳产的问题日益突出[1-3]。
《垂直管流实验》实验报告
《垂直管流实验》实验报告垂直管流实验实验报告引言：垂直管流实验是流体力学实验中的一种常见实验方法，通过在垂直管道中流动的液体或气体的观测和测量，来研究其流动特性和流体力学性质。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入理解垂直管流的现象及其背后的物理原理。
实验设备与方法：实验中使用的主要设备包括垂直管道、流量计、压力计等。
首先，我们将垂直管道固定在实验台上，并连接好流量计和压力计。
然后，将待测流体通过流量计注入管道，并通过调节阀门来控制流量。
在实验过程中，我们将记录流量计示数和压力计示数，并根据实验要求调整流量和压力。
实验结果与分析：在实验中，我们记录了不同流量下的压力计示数，并根据流量计示数计算了实际流量。
通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 压力与流量的关系：实验结果显示，当流量增加时，压力计示数也随之增加。
这是因为流体在管道中流动时，摩擦力会导致管道内的压力损失，而较大的流量会增加摩擦力，从而导致更大的压力损失。
2. 流速与压力的关系：通过计算实际流量和管道截面积，我们可以得到流体的平均流速。
实验结果表明，流速与压力之间存在一定的关系。
当流速较小时，流体的粘性会导致较小的压力损失；而当流速较大时，流体的惯性会增加，从而导致较大的压力损失。
3. 流体的稳定性：在实验过程中，我们观察到流体在管道中的流动是稳定的，没有出现明显的湍流现象。
这是因为垂直管道中的流动属于层流流动，流体分层有序地沿着管道流动，而不会出现湍流的混乱现象。
结论：通过本次垂直管流实验，我们深入了解了垂直管流的现象和流体力学性质。
实验结果表明，流量、压力和流速之间存在一定的关系，而垂直管道中的流动属于稳定的层流流动。
这些研究结果对于工程领域中的管道设计和流体输送有着重要的指导意义。
同时，本实验也存在一些不足之处。
例如，由于实验条件的限制，我们未能观察到湍流流动的现象，而湍流流动在实际工程中也具有重要的应用价值。
因此，未来的研究可以进一步拓展实验条件，以便更全面地研究垂直管流的特性。
1 两相垂直管流实验
两相垂直管流实验气举井及绝大多数自喷井的油管中流动的都是油—气或油—气—水三相混合物。
对采油来说，油、气、水混合物在油管中的流动规律——多相垂直管流理论是研究自喷井、气举井生产规律的基本理论。
在许多情况下，油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失。
它不仅关系到油井能否自喷，而且决定着用自喷和气举方法可能获得的最大产量。
为了掌握油井生产规律及合理地控制和调节油井工作方式，必须熟悉气—液混合物在油管中的流动规律。
在油气田开发过程中，为了充分利用天然资源和取得好的经济效果，或者要进行油气田动态分析，拟订油气田的增产及提高油气田采收率，高速度、高水平地开发油气就必须深入细致地研究地层—油管—油嘴生产衔接与协调，研究多相流在井筒中的流态变化。
使生产井的工作制度同地层变化了的情况协调起来，只有通过各个生产井的各种变化并把它们综合起来进行分析，才能为整个油气田动态分析提供准确的资料和依据，并对各个注采井提出有效的工艺措施，不断完善开发方案，改善油气田开发效果。
该实验就是研究气、液两相在垂直井筒中的流态变化及观察模拟井筒气体膨胀能参与举升液体的现象，抓住观察到的现象综合分析，并对所作的气量与液量的关系曲线作出解释。
一、实验原理在多相垂直管流中，沿井筒自下而上随着压力不断降低，气体则不断从液体中分离出来，以及压力降低气相体积流量逐渐变大。
随着液气流沿井筒上升，压力逐渐降低气体随之膨胀，不断释放出气体弹性膨胀能量，该能量要参与举升液体，膨胀能的大小与气量多少、压力变化范围有关。
该实验是研究液气两相在模拟垂直井筒中的流动变化。
也是利用气体膨胀能量来举升液体的实验，它依靠两种作用：一种是气体作用于液体上，垂直地顶推液体上升；另一种是靠气体与液体之间的摩擦作用，气体携带液体上升。
其能量来源除压能外，气体膨胀能是个很重要的方面。
因在管径不变的油管中，举升一定的油量，则单位管长上所消耗的总压头，是随着气量的不同而变化的，而只有在某一气量下，举升一定气量的液体所必须消耗的压头最小。
垂直管流实验报告
6、打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型；
7、慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量；
五、实验报告处理过程和处理结果
（一）述垂直井筒中各种流型的特征；
答：
1、当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。
2、：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。
3、流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
8、按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间；
9、改变不同的气液流量，重复步骤7到8记录数据，一般取5组段塞流和5组泡流数据点。
10、液旁通阀，再关闭测试阀，关闭离心泵和空压机，清理实验装置，实验结束。
原始数据记录表
序号
流型
1
80
10
泡流
2
80
10
泡流
3
80
10
泡流
4
90
10
泡流
5
90
10
段塞流
6
440
10
段塞流
7
460
10
段塞流
8
480
10
段塞流
9
500
10
段塞流
10
垂直管流实验
垂直管流实验一、实验目的1.观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；2.验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；3.了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
三、实验设备及材料仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等；实验介质：空气，水。
设备的流程（如图1所示）图 1 垂直管流实验设备流程图四、实验步骤1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位（3/4液位）；2.打开空气压缩机及供气阀门；3.打开离心泵向系统供液；4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超过0.12MPa ；5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为0.8MPa；6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型；7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量；8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。
垂直管流实验报告2024
垂直管流实验报告2024垂直管流实验报告2024【实验目的】1.研究和掌握垂直管内气液两相流的特性；2.总结不同操作条件下流型的转变规律。
【实验仪器】【实验原理】垂直管内气液两相流是指在垂直管中，液相与气相同时通过的流动；两相之间存在流型转变的现象。
根据不同的工况条件，垂直管内气液两相流可以形成数种流动的模式，主要有泡状流、宽泡状流、液膜流和金属鼓泡流等。
【实验过程】1.开启实验装置，进行预热和准备工作；2.调节流量计，测量并记录气体和液体的流量；3.调整气体和液体的流量，观察不同流型的转变情况；4.记录不同工况下的压力和温度数据；5.结束实验，关闭设备。
【实验结果】在实验过程中，我们记录下了不同工况下的气体流量、液体流量、压力和温度等数据，并进行了整理。
通过对数据的分析，我们得出以下结论：1.泡状流是最常见的流型，气体和液体以泡泡的形式交替出现；2.随着气体流量的增加，泡状流转变为宽泡状流；3.随着液体流量的增加，泡状流转变为液膜流；4.在一定的气体流量和液体流量下，金属鼓泡流出现。
【实验分析】根据实验结果，可以看出，在不同的气体流量和液体流量条件下，垂直管内气液两相流会发生不同的流型转变。
流型的转变与气体流量、液体流量、压力和温度等因素有关。
更准确的模型和参数需要进一步的实验研究。
【实验总结】通过本次实验，我们进一步了解了垂直管内气液两相流的特性和流型转变规律。
同时，我们也学会了如何操作和调节实验装置，以及如何进行数据采集和分析。
实验的结果可为相关领域的工程设计和研究提供参考。
总体而言，本次实验顺利完成，达到了预期的实验目的。
但在实验中仍有一些不足之处，如实验过程中一些参数的测量可能存在误差，需要进一步改进。
此外，如果有更多的实验数据和样本，对于研究气液两相流的特性和流型转变规律将有更深入的理解。
《采油工程》在线作业-实验报告-实验名称-垂直管流实验
中国石油大学（华东）现代远程教育采油工程实验报告学生姓名：学号：年级专业层次：学习中心：提交时间：2019 年月日五、实验报告处理过程和处理结果1.简述垂直井筒中各种流型的特征；答：（1）纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。
（2）泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。
（3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
（4）环流：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。
（5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。
2.用奥齐思泽斯基方法判断各实验数据点所属的流型并与实验观察到的现象相对比，至少列出一个实验点的判别过程。
原始数据记录表序号 /wf P MPa /t P MPa /r P MPa ()//g Q L h/L Q L ∑流型 1 0.059 0.005 0.080 80 0.11 10 泡流 2 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 3 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 4 0.058 0.005 0.082 90 0.11 10 泡流 50.0570.0050.081900.1110段塞流 6 0.034 0.003 0.083 440 0.23 10段塞流 7 0.033 0.003 0.080 460 0.23 10段塞流 8 0.033 0.003 0.080 480 0.24 10段。
中石油华东《采油工程》实验报告
实验名称垂直管流实验
实验形式在线模拟+现场实践
提交形式提交电子版实验报告
一、实验目的
观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；
验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；
了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理
在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：
式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
气液两相流实验实验1垂直上升管中气液两相流特性实验
气液两相流实验实验1 垂直上升管中气液两相流特性实验一、实验目的1. 在大型电站锅炉中垂直布置的锅炉水冷壁管被广泛应用，本实验将模拟其两相流现象和水动力特性；2. 通过观察垂直上升管中气液两相流的流型，进一步加深了解垂直上升管中气液两相流型的特点；3. 对垂直上升管中气液两相流的压力降有比较直观的认识，并掌握垂直上升管中气液两相流的压力降的计算方法。
二、实验仪器仪器名称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100 180m3/h电磁流量计DXLD-25 0.53-21m3/h转子气体流量计LZB-4 0-400L/h转子气体流量计LZB-15 0-4m3/h转子气体流量计LZB-25 0-50m3/h三、实验原理图1 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 转子流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务1.观察垂直上升管中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录垂直上升管中气液两相流的流型的变化；水流量（L/min）0.6-1.6（96L/h，LZB-10）0.7-1.4空气（L/min）160-220(13.2m3/h,LZB-25) 18-36流型环状流块状流水流量（L/min）0.65-1.5 3.6-5.6空气（L/min）5-158.6-15.6流型弹状流泡状流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
《垂直管流实验》实验报告
《垂直管流实验》实验报告一、实验目的垂直管流实验是研究流体在垂直管道中流动特性的重要实验。
通过本次实验，旨在达到以下几个目的：1、了解垂直管流中压力、流量和流体性质之间的关系。
2、掌握测量压力、流量等参数的方法和仪器使用。
3、观察垂直管流中的流动现象，如层流、湍流等，并分析其形成条件。
4、通过实验数据的处理和分析，验证相关的理论公式，并加深对流体力学原理的理解。
二、实验原理在垂直管流中，流体受到重力和管壁摩擦力的作用。
根据伯努利方程和流体力学的基本原理，压力、流速和位置高度之间存在一定的关系。
当流体处于稳定流动状态时，流量 Q 可以通过测量管道截面的面积A 和流速 v 来计算，即 Q ＝ A × v 。
压力可以通过压力传感器进行测量。
在层流状态下，流体的阻力与流速成正比；而在湍流状态下，阻力与流速的平方成正比。
通过改变流量和流体性质，可以观察到不同的流动状态，并分析其阻力特性。
三、实验设备本次实验所用的主要设备包括：1、垂直透明管道：用于观察流体的流动状态。
2、压力传感器：测量管道不同位置的压力。
3、流量计：测量流体的流量。
4、储液罐：提供实验所需的流体。
5、泵：驱动流体在管道中流动。
6、数据采集系统：记录压力和流量等数据。
四、实验步骤1、检查实验设备是否完好，连接线路是否正确。
2、将实验流体（如水）注入储液罐中。
3、启动泵，调节流量控制阀，使流体在垂直管道中以较小的流量稳定流动。
4、同时记录不同位置的压力和流量数据。
5、逐步增大流量，重复测量压力和流量，并观察流动状态的变化。
6、改变流体的性质（如粘度），重复上述实验步骤。
7、实验结束后，关闭泵和相关仪器，清理实验设备。
五、实验数据记录与处理实验中记录了不同流量下管道不同位置的压力值，以及对应的流量值。
以下是一组典型的数据示例：｜流量（L/min）｜位置 1 压力（Pa）｜位置 2 压力（Pa）｜位置 3 压力（Pa）｜｜｜｜｜｜｜1|100|80|60|｜2|150|120|90|｜3|200|160|120|根据实验数据，可以绘制压力与流量的关系曲线。
垂直管流实验报告+数据处理+思考
中国石油大学采油工程实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：垂直管流实验一、实验目的（1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；（2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；（3）了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：式中：——重力压降；——摩擦压降；——加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
三、数据处理（1）基本参数：D=30mm h=6.0m ρg=1.29kg/m3ρL=1000kg/m3σ=0.072mN/m ε=4.57*10-5m νs=0.244m/s（2）实验测得的数据：（3）计算举例：以第12组数据为例：取=0.13由此可推出：,根据流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）计算第二组数据属于段塞流，实验观察现象也为段塞流，验证流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）的正确性。
四、注意事项（1）不要踩踏地面的各种管道；（2）操作自喷井模拟器时要注意稳压罐中的液位，不要打空或溢出；（3）观察的浮子流量计和压力表示数应读取测量时间内的平均值；（4）浮子流量计的单位和流量积算仪的单位；（5）注意流量积算仪的清零方法。
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垂直管流实验实验报告
实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过进行垂直管流实验，探究液体在垂直管道中的流动特性，深入了解液体在管道中的流动规律。
二、实验仪器和材料
1.垂直管流装置：包括垂直管、流量计、水泵等。
2.温度计：用于测量液体的温度。
3.尺子和卡尺：用于测量实验装置的尺寸。
三、实验原理
垂直管流实验主要是通过将液体从顶部注入垂直管道中，通过重力和
压力推动液体向下流动，以观察和研究液体在管道中的流动情况。
在实验
进行过程中，可以通过测量液体的流量、速度和压力等参数来研究液体在
管道中的运动规律。
四、实验步骤
1.准备工作：检查实验装置和仪器，确保其完好无损，然后根据实验
要求调整流量控制阀和压力控制阀的开度。
2.测量液体的物理性质：首先需要测量液体的密度和粘度等物理性质，并记录下来。
3.实验装置准备：按照实验要求，调整垂直管的高度和直径，并将流
量计、水泵等连接好。
4.实验操作：将液体注入垂直管道的顶部，并打开水泵，让液体顺势
流入管道中。
5.数据记录：记录实验过程中相关的参数，如液体的流量、速度和压
力等。
6.实验结束：关闭水泵，停止液体的注入，并将实验装置和仪器进行
清洗。
五、实验结果与分析
在实验过程中，测得了液体的流量、速度和压力等参数，并按照实验
要求进行了记录。
根据实验数据，可以进行相关的计算和分析，以得出液
体在垂直管道中流动时的特性和规律。
六、实验误差分析
在实际实验中，可能会存在一些误差，如人为操作误差、仪器误差等，这些误差可能会对实验结果造成一定的影响。
为了提高实验结果的准确性，可以进行多次实验并取平均值，同时要注意实验中的操作规范和仪器的使
用方法。
七、实验结论
通过进行垂直管流实验，我们可以得出液体在垂直管道中流动时的特
性和规律。
实验结果与理论分析相符，证明了液体在管道中流动遵循一定
的规律，为进一步研究液体流动提供了实验依据。
八、实验心得
通过本次实验，我深入了解了液体在管道中的流动规律，掌握了实验操作的技巧，并学会了如何记录和分析实验数据。
实验中还存在一些问题和困惑，如实验误差的分析和减小、实验结果的判断等，这些将成为我今后继续深入研究的方向。
总之，本次垂直管流实验为我进一步了解和探究液体流动提供了实验基础，为今后深入研究液体力学提供了参考和指导。