Transition of gas-liquid stratified flow in oil transport pipes

Other Title(s)

انتقال التدفق الطبقي للغاز و السائل في أنابيب نقل النفط

Joint Authors

Lakehal, D.
Labois, M.
Caviezel, D.
Belhouachi, B.

Source

The Journal of Engineering Research

Issue

Vol. 8, Issue 2 (30 Jun. 2011), pp.49-58, 10 p.

Publisher

Sultan Qaboos University College of Engineering

Publication Date

2011-06-30

Country of Publication

Oman

No. of Pages

10

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

نناقش في هذه الورقة نتائج المحاكاة الواسعة النطاق لظاهرة انتقال الجريان الطبقي للغاز و السائل في أنابيب نقل النفط تحت ظروف تدفق مضطربة.

و قد تمت معالجة السطح الفاصل بين الغاز و السائل بطريقة حديثة تسمى طريقة خطوط المستويات.

و قد أوضحت الدراسة أن هذه الطريقة قادرة على تمثيل الجريان الطبقي بدقة أكبر من تلك النماذج المستخدمة في ثنائي الموائع متوسط الأطوار.

و قد بينت الدراسة أن انتقال الجريان من الطبقي إلى السبيكي (slug) يحدث نتيجة لاندماج أمواج الجريان ذات النسق الثانوي (الموجات القصيرة) مع تلك ذات النسق الأول (الموجات طويلة السعة).

و قد تبين أن النموذج الرياضي المستعمل في هذه الدراسة يستطيع التنبؤ بخواص الجريان عامة كظهور الجريان السبيكي و سرعته.

و في حالة أخرى تمت درستها في جامعة الامبريال في لندن تبين أن هذا النموذج يستطيع التنبؤ بظهور أنواع أخرى من الجريان السبيكي في الجريان الطبقي للماء و الغاز كذاك المسمى بالجريان السبيكي التشغيلي الذي يشتكل في بداية الأنبوب بسبائك من الماء بطول قطري 2–4 و كان أقل قطر هو 1–1.5 و المسماة بالسبائك التشويشية و المتميزة بنسبة ماء تصل من 80 إلى 90 %.

و قد تبين أن النموذج الرياضي يستطيع التنبؤ بتكرار ظهور الجريان السبيكي بدقة عالية.

و قد أظهرت نتائج المحاكاة الرياضية أن العوامل ذات التأثير الكبير على الظاهرة المدروسة في هذه الورقة هي نوعية التدفق و طول الأنبوب و نسبة الماء.

Abstract EN

Large-Scale Simulation results of the transition of a gas-liquid stratified flow to slug flow regime in circular 3D oil transport pipes under turbulent flow conditions expressed.

Free surface flow in the pipe is treated using the Level Set method.

Turbulence is approached via the LES and VLES methodologies extended to interfacial two-phase flows.

It is shown that only with the Level Set method the flow transition can be accurately predicted, better than with the two-fluid phase-average model.

The transition from stratified to slug flow is found to be subsequent to the merging of the secondary wave modes created by the action of gas shear (short waves) with the first wave mode (high amplitude long wave). The model is capable of predicting global flow features like the onset of slugging and slug speed.

In the second test case, the model predicts different kinds of slugs, the so-called operating slugs formed upstream that fill entirely the pipe with water slugs of length scales of the order of 2-4 D, and lower size (1-1.5 D) disturbance slugs, featuring lower hold-up (0.8-0.9).

The model predicts well the frequency of slugs.

The simulations revealed important parameter effects on the results, such as two-dimensionality, pipe length, and water holdup.

American Psychological Association (APA)

Lakehal, D.& Labois, M.& Caviezel, D.& Belhouachi, B.. 2011. Transition of gas-liquid stratified flow in oil transport pipes. The Journal of Engineering Research،Vol. 8, no. 2, pp.49-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324841

Modern Language Association (MLA)

Lakehal, D.…[et al.]. Transition of gas-liquid stratified flow in oil transport pipes. The Journal of Engineering Research Vol. 8, no. 2 (Jun. 2011), pp.49-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324841

American Medical Association (AMA)

Lakehal, D.& Labois, M.& Caviezel, D.& Belhouachi, B.. Transition of gas-liquid stratified flow in oil transport pipes. The Journal of Engineering Research. 2011. Vol. 8, no. 2, pp.49-58.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324841

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 57-58

Record ID

BIM-324841