Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2023
Идентификатор DOI: 10.5510/OGP20230200852
Ключевые слова: трубка Вентури, гидратообразования, CFD-моделирование, кавитация, кавитатор
Аннотация: В работе рассмотрена проблема образования гидратов, приводящая к значительному снижению уровня добычи и созданию серьезной угрозы для безопасности рабочего персонала. Предложено устройство, основанное на гидродинамической кавитации для борьбы с гидратообразованиями. На базе модели турбулентности переноса сдвиговых напряжений (SST) Показать полностьюk-ω приведена уточненная модель неизотермического течения жидкости для анализа кавитационных процессов в программе ANSYS CFX. Модель показала, что изменение конструктивных особенностей кавитатора приводит к изменению интенсивности ее образования, что, в свою очередь, влияет на термодинамические характеристики потока. Так, при отношении геликоидной поверхности к длине горловине равном 0.75, длина кавитационного облака составила 154 мм, максимальное значение среднего содержания газовой фракции – 38%, а максимальное температурное изменения потока, протекающего через кавитатор достигло 1 К. А при отношении вышеупомянутых геометрических параметрах равном 1 длина кавитационного облака достигает 245 мм, максимальное значение среднего содержания газовой фракции – 60%, а температурное изменения потока, протекающего через кавитатор возрастает до 2 К. Полученные результаты показывают перспективность использования предложенного кавитатора в предупреждении и борьбе с гидратами в виду того, что достигается уход из зоны возможного гидратообразования путем увеличения температуры потока. The paper considers the problem of hydrate formation, which leads to a significant decrease in the level of production and the creation of a serious threat to the safety of working personnel. A device based on hydrodynamic cavitation to combat hydrate formation is proposed. Based on the turbulence model of shear stress transfer (SST) k-ω, an improved model of non-isothermal fluid flow is presented for the analysis of cavitation processes in the ANSYS CFX program. The model showed that a change in the design features of the cavitator leads to a change in the intensity of its formation, which, in turn, affects the thermodynamic characteristics of the flow. So, with the ratio of the helicoid surface to the length of the neck equal to 0.75, the length of the cavitation cloud was 154 mm, the maximum value of the average gas fraction content was 38%, and the maximum temperature change in the flow flowing through the cavitator reached 1 K. And with the ratio of the above-mentioned geometric parameters equal to 1, the length of the cavitation cloud reaches 245 mm, the maximum value of the average gas fraction content is 60%, and the temperature change of the flow flowing through the cavitator increases to 2 K. A departure from the zone of possible hydrate formation is achieved by increasing the flow temperature.
Журнал: Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР
Выпуск журнала: №2
Номера страниц: 102-108
ISSN журнала: 22186867
Место издания: Баку
Издатель: Научно-исследовательский проектный институт нефти и газа "НефтеГаз"