在石油工业中，油气混输技术已得到越来越广泛的应用。为了满足工程实际的需要，世界各国积极开展对混输技术的研究，我国也已经将混输技术的研究纳入国家863计划。油气混输技术研究的关键技术在于对混输管线内油气流动特性及其规律的了解，这是一个典型的两相流动问题。两相流动体系广泛存在于化工、冶金、能源、环保、轻工和军工等各个工业领域，促使两相流领域的研究工作迅速发展，成为国内外给予极大关注的前沿学科。工程上的油气混输系统，由于受流量、介质物性、管道形式以及倾斜角度等因素影响，使得管道截面含气率变化，引起各种不同流型的生成。段塞流是油气混输管道中一种最常见的流型，由于流动的间歇性，引起管道中持液率和压力的急剧波动，并使得运行在该流型下的油气混输管道不得不承受间歇性应力冲击，离开管道末端的大液塞会引起下游油气处理设备中的液位剧烈波动。工程上对许多多相流系统事故进行分析时，常常发现是由于流型的不明确造成误算或误操作的结果。因此，为了保证管线和下游油气处理设备的最优设计和安全操作，对流型特性，尤其是段塞流特性，进行准确分析以及流型转变预测至关重要。 本文对水平管内油气两相流动的流型及其转变特性，特别是结合油气混输工程和多相流动态特性理论的研究，对层状流向段塞流的转变影响因素进行了较系统的理论和实验研究。本文实验是在油气水多相流实验平台上进行的，管道选择内径分别为40mm、50mm的水平管道，实验介质为空气和0＃柴油。实验中，不断调节油气流量，在有机玻璃管段观察记录流型特征，实验中能够观察到分层流、波形层状流、段塞流、环状流、塞状流、泡状流等流型。同时，采用差压变送器、数据采集器获得实验管段的压力以及各相的流量数据。分析实验数据，绘制相应的流型图。比较两种管径下的流型图表明，不同内径的水平管道内出现的流型分布特征基本相似，只是流型转变的边界出现位移。模拟结果和实验研究表明，管径对管内流型分布的影响主要表现在层状流向段塞流转变的边界上。管径越大，管内形成段塞流所要求的液相表观速度显著增大。也就是说，管径越大，段塞流的形成越困难。 在对流型转变的研究中，首先建立了分层流动的数学模型，利用经典的Taitel&Dukler半理论模型和一维波动理论模型对层状流向段塞流的转变进行了理论预测。Taitel&Dukler半理论模型是根据Kelvin-Helmholtz波动理论对界面波开始生长的条件作了定性分析，给出了界面波生长需要满足的条件。本文将这个条件作为层状流向段塞流转变的理论判据，并将理论预测结果跟实验结果进行比较分析，发现两者吻合的较好。同时，本文进一步在一维波动理论的基础上，根据该理论中提出的两相流动连续波和动力波传播速度的相互关系，即认为连续波追上动力波时，流动将是不稳定的，此时即表明层状流开始向段塞流转变。因此，本文将这一条件作为层状流向段塞流转变的理论判据，与实验结果进行比较分析，两者吻合的较好。从理论公式和实验经验公式两方面，深入探讨了层状流向段塞流转变的机理。 本文还研究了倾斜角度、管径大小和介质物性对流型分布和流型转变的影响。研究这些因素对管内流型的影响，对工程实际有重要意义。本文利用一维波动模型模拟了这些因素对管内流型分布和转变因素的影响，并和实验结果进行了比较。研究表明，管道倾角对管内流型分布及其转变特征影响显著，水平管道和倾斜管道内流型分布结构区别明显。水平管道内，管径大小和介质物性主要对管内流型的转变边界产生影响，并不能改变流型的整体分布结构。 在前人研究的基础上，本文对油气混输水平管道内气液两相流的流型从层状流到段塞流的转变特性、影响因素进行了实验研究和理论探讨，得到了一些涉及工程设计和运行的结论，具有一定的实用价值和理论意义。