在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的這個時代,我們對石油的需求在與日俱增,因此安全且高效的管道運輸方式逐漸被廣泛應(yīng)用。眾多管道種類中,水下管道和架空管道由于受地理因素影響較大,一般專管專用,而埋地管道優(yōu)點多、應(yīng)用廣。出于管道計劃檢修、自然災(zāi)害、資源缺乏導(dǎo)致的斷輸和各種人為因素,使得管道被迫停輸,在停輸期間管道熱力水力均發(fā)生變化,影響著管道是否能夠再啟動,因此有必要對埋地?zé)嵊凸艿腊踩］敃r間與再啟動工藝進(jìn)行研究。為了更加準(zhǔn)確地分析總結(jié)管道停輸和再啟動過程相關(guān)參數(shù)變化,本文通過在前人理論計算的結(jié)論上,加以應(yīng)用模擬軟件對相關(guān)的穩(wěn)態(tài)工況和停輸工況的熱力模型進(jìn)行模擬,并對再啟動模型進(jìn)行熱力水力模擬。主要從以下方面進(jìn)行了探究:(1)建立了埋地?zé)嵊凸艿赖姆�(wěn)態(tài)工況時的傳熱數(shù)學(xué)模型,采用分段比熱容進(jìn)行分段計算沿程溫降。(2)建立了埋地?zé)嵊凸艿劳］敼r數(shù)學(xué)模型,采用元體平衡法對該模型求解,得出管道安全停輸時間的基本公式。使用Fluent模擬軟件模擬了相關(guān)因素影響管道停輸溫降規(guī)律。(3)建立了再啟動工況熱力水力耦合數(shù)學(xué)模型。采用沖擊波理論和雙特征線法進(jìn)行求解。(4)利用Fluent模擬軟件模擬了某一埋地?zé)嵊洼斔凸艿赖牟煌?..

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱油管道傳熱研究
        1.2.2 埋地原油管道穩(wěn)態(tài)過程溫降計算
        1.2.3 停輸溫降過程的研究
        1.2.4 再啟動模型的研究
    1.3 本文研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 主要內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 穩(wěn)態(tài)運行工況的熱力水力計算
    2.1 埋地?zé)嵊凸艿牢锢砟Ｐ?br>    2.2 管道總傳熱系數(shù)
        2.2.1 利用管道周圍埋設(shè)介質(zhì)熱物性計算K值
        2.2.2 熱油至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)α₁的計算
        2.2.3 管壁導(dǎo)熱的分析
        2.2.4 管最外層至土壤的放熱系數(shù)α₂的計算
    2.3 熱力計算的主要物性參數(shù)
        2.4.1 原油的基本物性參數(shù)的確定
        2.4.2 輸油管道沿程溫降計算
    2.4 熱油管道的摩阻計算
        2.5.1 粘溫關(guān)系式推導(dǎo)的摩阻計算式
        2.5.2 熱油管道的壓降計算
    2.5 小結(jié)
第三章 停輸過程傳熱理論計算與模擬分析
    3.1 管道停輸過程分析
    3.2 停輸傳熱過程物理模型
    3.3 停輸傳熱過程數(shù)學(xué)模型
    3.4 建立并求解土壤溫度場數(shù)學(xué)模型
        3.4.1 管道周圍土壤溫度場數(shù)學(xué)模型
        3.4.2 二維非穩(wěn)態(tài)相關(guān)計算
    3.5 安全停輸時間的計算
        3.5.1 分析安全停輸時間的計算過程
        3.5.2 管道安全停輸時間數(shù)學(xué)計算模型
        3.5.3 安全停輸時間約束條件
    3.6 對Fluent模擬的結(jié)論做準(zhǔn)確性驗證
    3.7 停輸傳熱過程數(shù)值模型建立
        3.7.1 網(wǎng)格模型的建立
        3.7.2 模擬軟件中的基本工況設(shè)置
        3.7.3 定義物性參數(shù)
        3.7.4 定義邊界條件
        3.7.5 設(shè)置求解參數(shù)
        3.7.6 流場迭代求解
    3.8 模擬分析管道停輸溫降的影響因素
        3.8.1 不同大氣溫度對管道停輸影響模擬
        3.8.2 不同原油初始溫度管道停輸模擬
        3.8.3 不同保溫層厚度管道停輸模擬
        3.8.4 不同管徑尺寸對管道停輸影響
    3.9 本章小結(jié)
第四章 再啟動過程模型建立
    4.1 停輸后再啟動過程分析
    4.2 停輸后再啟動過程的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 管內(nèi)原油的數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 邊界條件與初始條件
    4.3 再啟動數(shù)學(xué)模型求解
        4.3.1 再啟動沖擊波未到達(dá)管道末端
        4.3.2 再啟動沖擊波已到達(dá)管道末端
    4.4 最小啟動輸量的確定
    4.5 本章總結(jié)
第五章 計算實例與結(jié)果分析
    5.1 基本參數(shù)
        5.1.1 管道基本結(jié)構(gòu)參數(shù)
        5.1.2 油品物性參數(shù)
        5.1.3 環(huán)境資料
    5.2 穩(wěn)態(tài)工況沿程溫降模擬計算
    5.3 停輸過程沿程溫降模擬
        5.3.1 管道停輸時沿線溫度變化模擬
        5.3.2 停輸過程周圍土壤溫度場分析
    5.4 再啟動過程沿線模擬
        5.4.1 再啟動過程沿線溫度模擬
        5.4.2 再啟動過程壓力模擬
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3838601