郭 芮，张伟明，尤 杨

（1.军事新能源技术研究所，北京102300；2.陆军勤务学院油料系，重庆401331）

输油管线沿线地形地貌复杂，容易形成大落差起伏，给管线排空造成一定的困难和风险。采用压缩空气从管线一端注气排液是目前较为经济、高效的手段。气顶排空容易在气体和液体交界处产生气液混合物，导致排空过程不稳定。当管线在坡度较大的上坡段或遇到立管段时，气液混合物流态比水平或微倾斜管道更加复杂，在液体重力或水动力作用下极易产生严重段塞流，造成排空不彻底、流量波动、管道震动、分离器溢流、油品沉积等危害[1⁃3]。

姜俊泽等[4]建立了野战输油管线排空过程的瞬态模型，模型包括气体运动方程、液体运动方程及相界面的耦合方程，并采用有限体积法对模型进行求解。刘振江等[5]将排空管道分为纯气体段、气液混合段及纯液体段，建立了不同工况下的压降模型。郭芮等[6]对倾斜上坡管道充气排液过程气液两相流动特性进行研究，发现了气液混合物的流型动态变化规律。另外，国内外学者对海洋立管气液混输过程严重段塞流进行了相当多的研究[7⁃9]，立管严重段塞流是指在气液流速较低时，液体在立管内积聚，对气体造成堵塞，直到气体压力足够大时将液体段塞冲出立管，该过程同气顶排空有类似之处，但气液混输过程管道入口始终有液体输入，气顶排空过程是管路预先充满液体，入口为单相气体的特殊工况。

以往的气顶排空研究多针对水平或微上倾管道，对大起伏特别是含垂直管段的管道研究较少。……