计算井筒多相管流的Beggs-Brill方法

第四节计算井筒多相管流的Beggs-Brill方法

一、教学目的

了解Beggs-Brill方法计算压力时流态的划分方法以及压力计算方法。

二、教学重点、难点

教学重点：

1、Beggs-Brill压力降公式及流动型态的划分方法；

2、各种流动型态下持液率的计算方法。

教学难点：

1、持液率的计算方法。

三、教法说明

课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关流态图形。

四、教学内容

本节主要介绍两个方面的问题：

1、基本方程.

2、Beggs-Brill方法的流型分布图及流型判别式.

3、持液率及混合物密度的确定.

4、阻力系数λ.

(一)基本方程

Beggs-Brill方法是可用于水平、垂直和任意倾斜气液两相管流动计算的方法，是1973年，Beggs和Brill根据在长15m，直径1inch 和1.5inch聚炳烯管中，用空气和水进行实验的基础上提出的。

实验参数范围：

气体流量 0—0.098 m3/s ；液体流量 0—0.0019 m3/s ；持液率 0—0.87m3/m3；

①按三类流型建立流型分布图，并

在分离流与间歇流之间增加了过

渡区，处于过渡区的流动采用内

插法。

② 先按水平管流计算，然后采用校正系数校正成相应的倾斜管流。

③ 既可用于水平管，也可用于垂直管和倾斜面的上坡与下坡流

动。

化，则：

dZ dp p vv dZ dp sg ρ-=⎪⎭⎫

⎝⎛加速度

A Q v g sg /=

(4)总压力梯度（Beggs-Brill 方法的基本方程）

[]

{}p vv H H DA Gv

g H H dZ dp sg L g L L L g L L /)1(12sin )]1([-+-+

-+=-

ρρλθρρ

（二）Beggs - Brill 方法的流型分布图及流型判别式 1、流型图：

该图以弗鲁德数N Fr 为纵坐标，入口体积含液率（无滑脱持液率）E l 为横坐标。

gD N Fr /2υ= )/(g l l l Q Q Q E +=

该图为修正后的流型图（虚线），图中用四条线L 1、L 2、L 3、L 4分成四个流型区，在分离流与间歇流之间增加了过渡区。 分区线方程如下：

L 1=316E l 0.302

L 2=92.52×10-5E l -2.4684

L 3=0.10E l -1.4516 L 4=0.5E l -6.733

2

1、持液率

先按水平管计算，然后进行倾斜校正。

ψ

θ)0()(l l H H =

c

Fr b l l N aE O H /)(=

C

3.0

1+

=

ψ

其中：

]

)

(

)

(

)

(

ln[

)

1(g

Fr

f

vl

e

L

L

N

N

E

d

E

C-

=

系数C与无滑脱持液率、弗洛德数和液相速度数有关。

2其中：2

Re Re

)]}8125.3lg 5332.4/(lg[2{--''='N N λ

4

2)(ln 01853.0)(ln 8725.0ln 18.30523.0ln y y y y

S +-+-=

当1

H E y =

两相流动的雷诺数：)1()

1((Re

L g L L L g L L E E E E Dv N -+-+='μμρρ

气液两相流阻力系数:

s e

λλ'=

五、教学后记

通过本节的学习，大多数学生都了解了Beggs-Brill 方法计算压

力时压力降的公式以及流动型态的划分方法，了解了在不同流动型态下持液率的计算方法。

六、教学参考书

1、张琪主编.采油工程原理与设计. 中国石油大学出版社.

2、陈家琅主编. 气液两相管流.石油工业出版社.

七、复习思考题

1、简述Beggs-Brill方法的计算过程。

2、比较Beggs-Brill方法与Orkisgewski方法的不同之处。