發(fā)布時間：2020-03-30 09:20

【摘要】：在天然氣輸送管路、輸水輸油管路、進站管路以及各種液體化工材料輸送管路系統(tǒng)的運行過程中,由于管道輸送流體的溫度不均勻而產生的管道熱疲勞失效問題多有發(fā)生,造成了許多事故與損失。因此針對T型管道熱疲勞失效問題,本文在不同射流工況下,應用LES方法對T型管道的流動與傳熱問題進行了熱流耦合研究,并提出在T型管道混合區(qū)域中添加SK型混合器,用以削弱混合過程的溫度波動,降低熱疲勞失效的可能性。研究結果表明:T型管道的結構與流速對冷熱流混合過程中的壁面溫度波動具有較大影響,偏轉射流工況下以及3:1管徑比條件下,無附加結構的T型管道壁面溫度波動最小、管道熱疲勞失效的可能性最低;填充SK型混合器有利于減少匯流管道壁面溫度波動,并且在壁面射流工況下以及3:1管徑、-25°C溫差條件下,SK型混合器減緩匯流管道壁面熱波動的效果最好;SK混合器嵌入深度對削弱T型管道內壁熱波動有著較大影響,而SK混合器葉片數(shù)對削弱T型管道內壁熱波動的影響較小,-115mm嵌入深度帶有3個葉片的SK型混合器削弱T型管道熱波動效果最佳。本文從理論上闡述了熱波動的機理,對T型管道的流動與傳熱問題進行了數(shù)值模擬,并提出了一種新型管道結構來削弱冷熱流混合過程中的熱波動,對于探究T型管道內熱混合現(xiàn)象、熱波動機理,對于提高流體混合效率,對于我們了解、預防和削弱T型管道熱疲勞現(xiàn)象以及優(yōu)化管道設計和運行參數(shù)等,都具有著重大的科學意義和實際意義。
【圖文】：

圖 1.1 T 型管路冷熱流摻混結構示意圖.1.1 Schematic diagram of mixing structure of hot and cold flow in T-jun道失效引起的事故己經(jīng)發(fā)生了幾次，帶來許多安全隱患與油滄州分公司汽柴油加氫精制裝置中的冷油三通多次開裂運行[3]；中國神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分 SHELL 粉煤氣化工藝生產合成氣，高溫合成氣與激冷氣

圖 1.3 T 型管嵌入擋板結構示意圖Fig1.3 Schematic diagram of the embedded baffle in T-juction大渦模擬的思想首先由 Smagorinsky 于 1963 年提出的，其后被廣泛應用，但大部分集中在對簡單流場的湍流研究中。目前大渦模擬所采用的模型一般都是Smagorisnky 給出的最簡單的模型。美國大渦模擬的研究水平較高，理論研究主要在高校的流體力學和應用數(shù)學學科中展開，應用研究主要在 NASA 的研究中
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE973

【參考文獻】

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本文編號：2607352