Casson流体轴向同心环空中速度及温度分布研究

doi:10.7623/syxb200404024

石油学报 ›› 2004, Vol. 25 ›› Issue (4): 105-108.DOI: 10.7623/syxb200404024

Casson流体轴向同心环空中速度及温度分布研究

李兆敏¹, 张平², 黄善波², 董贤勇¹, 张绍东³

1. 石油大学石油工程学院, 山东, 东营, 257061;
2. 石油大学储建学院, 山东, 东营, 257061;
3. 胜利油田孤岛采油厂, 山东, 257000

收稿日期:2003-06-03 修回日期:2003-08-18 出版日期:2004-07-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:李兆敏,男,1965年6月生,1995年获石油大学(北京)油气井工程专业博士学位,现为石油大学(华东)石油工程学院教授,博士生导师.E-mail:lizhm@hdpu.edu.cn
基金资助:
山东省自然科学基金资助项目(Y98A11014)"非牛顿流体流动和传热的耦合理论及应用".

Velocity and temperature profiles of Casson fluid flow in annulus pipe

LI Zhao-min¹, ZHANG Ping², HUANG Shan-bo², DONG Xian-yong¹, ZHANG Shao-dong³

1 College of Petroleum Engineering, University of Petroleum, Dongying 257061, China;
2. College of Storage and Transportation & Construction Engineering, University of Petroleum, Dongying 257061, China;
3. Gudao Recovery Plant, Shengli Oil Field, Dongying 257000, China

Received:2003-06-03 Revised:2003-08-18 Online:2004-07-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 将非牛顿流体动量方程、能量方程与Casson流体的本构方程相结合,推导出了Casson流体在轴向同心环空中的速度和温度分布公式.数值研究结果表明,由于Casson屈服应力的作用,轴向同心环空内存在柱塞流动,柱塞的大小与Casson屈服应力成正比,与压力梯度成反比.在其他相同的条件下,柱塞速度随环空尺寸的增大而增大.柱塞内温度呈对数曲线变化,柱塞外侧温度与内侧温度不同,从柱塞边界到管壁,温度逐渐减小.越靠近管壁,温度降低幅度越大.

关键词: Casson流体流动, 环空管, 柱塞流, 速度分布, 温度分布, 本构方程

Abstract: Combining the constitutive equation for Casson fluid with the momentum equation and the energy equation for non-Newtonian fluid,the velocity and the temperature profiles of Casson fluid in annular pipe were obtained.The numerical simution results show that there is slug flow in the plunger-cylinder of the annulus pipe,because of the existence of Casson yield stress.The size of the slug in the plunger-cylinder is in direct proportion to the Casson yield stress and inverse proportion to the pressure drop.As the size of the annular space increased,the velocity of the slug flow in the plunger-cylinder was raised.The temperature profile in the plunger-cylinder was in a logarithmic distribution,and the temperature outside of the plunger-cylinder decreased gradually from the boundary of the plunger-cylinder to the pipe wall.The temperature drop near to the pipe wall became the biggest.

Key words: Casson fluid flow, annulus pipe, slug flow, velocity profile, temperature distribution, constitutive equation

中图分类号:

TE312

李兆敏, 张平, 黄善波, 董贤勇, 张绍东. Casson流体轴向同心环空中速度及温度分布研究[J]. 石油学报, 2004, 25(4): 105-108.

LI Zhao-min, ZHANG Ping, HUANG Shan-bo, DONG Xian-yong, ZHANG Shao-dong. Velocity and temperature profiles of Casson fluid flow in annulus pipe[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2004, 25(4): 105-108.

[1]	李金潮, 邓道明, 沈伟伟, 高振宇, 宫敬. 气井积液机理和临界气速预测新模型[J]. 石油学报, 2020, 41(10): 1266-1277.
[2]	徐保蕊, 蒋明虎, 赵立新, 王月文, 张晓光, 邓鑫. 螺旋分离器水流动特性的CFD模拟与PIV试验[J]. 石油学报, 2018, 39(2): 223-231.
[3]	张波, 管志川, 张琦. 深水油气井开采过程环空压力预测与分析[J]. 石油学报, 2015, 36(8): 1012-1017.
[4]	马纪伟, 王芝银, 郑雅丽, 赵艳杰. 层状盐岩蠕变变形差异性及附加应力[J]. 石油学报, 2014, 35(1): 178-183.
[5]	吴晗吴晓东王庆朱明方越. 同心双管分注CO₂井筒流动模型及影响因素[J]. 石油学报, 2011, 32(4): 722-727.
[6]	马庆坤, 朱维耀, 高珉, 王明. 可动凝胶体系渗流流变特性及其表征[J]. 石油学报, 2007, 28(5): 85-88.
[7]	马春红, 吴晓东, 石崇兵. 热管改善油井井筒流体温度分布的理论研究[J]. 石油学报, 2006, 27(1): 114-118.
[8]	何开平, 张良万, 张正禄, 张国仿, 谢国民. 盐膏层蠕变粘弹性流体模型及有限元分析[J]. 石油学报, 2002, 23(3): 102-106.
[9]	郭春秋, 李颖川. 气井压力温度预测综合数值模拟[J]. 石油学报, 2001, 22(3): 100-104.
[10]	崔海清, 刘希圣. 非牛顿流体偏心环形空间螺旋流的速度分布[J]. 石油学报, 1996, 17(2): 76-83.
[11]	吕英民, 于永南, 蔡强康. 根据新的钻头—岩石相互作用模型预测井眼的轨迹[J]. 石油学报, 1992, 13(3): 126-132.
[12]	陈毓琛, 冯旅平. 混凝土水下油罐的传热分析与数模计算[J]. 石油学报, 1988, 9(2): 117-126.

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Velocity and temperature profiles of Casson fluid flow in annulus pipe

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