基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法技术

技术编号:41434023 阅读:39 留言:0更新日期:2024-05-28 20:29
本发明专利技术涉及的是基于CFD‑DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,它包括:构建流体域,建立流体域边界;获取液态烃与蜡晶颗粒的物性参数,确定含蜡原油数值模拟的基本物性参数;采用结构化网格对构建的流体域进行网格划分并调整;对流体连续性方程、动量方程进行求解;通过控制转子剪切速率,构建库埃特层流流场;通过监测转子所受力矩得到体系的表观黏度;将蜡晶颗粒随机注入流体域内部,通过曳力模型将流场信息传递给颗粒,实现流体‑颗粒相互作用;提取蜡晶颗粒间的接触矢量,构建含蜡原油细观尺度接触网络,得到力链网络结构,筛选出强、弱力链。本发明专利技术能直观地观测到蜡晶的三维网络结构,并准确测量蜡晶间的相互作用变化。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及含蜡原油管输和储存领域中研究蜡晶颗粒在不同剪切速率、温度等初始条件下的细观尺度结构演变技术,具体涉及的是基于cfd-dem模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法。


技术介绍

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技术介绍

1、石油资源在国民经济中占有举足轻重的地位,根据我国油田现状,采出原油中80%以上为含蜡原油,由于其易凝高黏的显著特性,在管输过程中易发生蜡沉积、管路堵塞、停输再启动困难等现象。因此,为了保证安全输送,通常会对含蜡原油进行改性处理,而改性机理的研究近年来受到众多学者的广泛关注。

2、随着研究的不断深入、技术水平的不断提高,更多学者尝试从微观机理的角度阐释含蜡原油复杂的流变特性演变规律,较为常用的分析手段即通过实验与显微观测相结合的方法,将蜡晶微观特征参数与宏观流变特性建立关联。现阶段虽然已具备流变-原位显微同步测量技术,实现了含蜡原油流动状态下蜡晶颗粒动力学行为的研究,但由于显微拍摄条件的限制,二维的显微图像并不能完整的展现出蜡晶及其絮凝体的三维网络结构,蜡晶间的相互作用变化也无法直接通过接触力变化进行定量表征。

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【技术保护点】

1.一种基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于:步骤四中考虑固相颗粒与流体的相互作用,将固-液两相动量交换源项引入Navier-Stokes方程之中,其连续性方程、动量方程如下:

3.根据权利要求2所述的基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于:步骤五中曳力模型、颗粒运动方程及接触模型如下:

4.根据权利要求3所述的基于CFD-DEM模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,...

【技术特征摘要】

1.一种基于cfd-dem模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于cfd-dem模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于:步骤四中考虑固相颗粒与流体的相互作用,将固-液两相动量交换源项引入navier-stokes方程之中,其连续性方程、动量方程如下:

3.根据权利要求2所述的基于cfd-dem模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于:步骤五中曳力模型、颗粒运动方程及接触模型如下:

4.根据权利要求3所述的基于cfd-dem模型的含蜡原油细观尺度力链网络结构表征方法,其特征在于:步骤一中流体域为圆盘模型或圆环模型或长方体体模型或正方体模型;运动壁面与其对立面采用无滑移边界,其余边界采用周期边界。

5.根据权利要求4所述的基于cf...

【专利技术属性】
技术研发人员:董航赵健马润泽刘伟郭男张顺克
申请(专利权)人:东北石油大学
类型:发明
国别省市:

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