【摘要】：海底輸油管道在連接海底油井和海上油氣設(shè)備上起著非常重要的作用。海底輸油管道相比埋地輸油管道所處的環(huán)境更為復(fù)雜。海底輸油管道發(fā)生泄漏造成的經(jīng)濟損失難以估量。雙層輸油管道相比于單層輸油管道穩(wěn)定性好,易于維修并得到廣泛應(yīng)用。因此,對海底雙層輸油管道泄漏介質(zhì)傳熱傳質(zhì)規(guī)律研究也十分重要。本文以海底雙層輸油管道泄漏為主要研究內(nèi)容,研究泄漏后的傳熱傳質(zhì)規(guī)律。泄漏介質(zhì)在聚氨酯保溫材料中的滲流屬于多孔介質(zhì)滲流的范疇。首先利用格子Boltzmann方法研究了泄漏介質(zhì)在二維多孔介質(zhì)中的滲流和傳熱傳質(zhì)規(guī)律。構(gòu)造了不同孔隙率及不同粒徑大小的二維多孔介質(zhì),計算求得了油、水在二維多孔介質(zhì)滲流的阻力系數(shù)。當生長核分布概率相同時,隨著孔隙率的增大,多孔介質(zhì)的連通性變好。當孔隙率太小時,連通性較差。當孔隙率相同時,隨著生長核分布概率的增大,多孔介質(zhì)顆粒平均粒徑減小。利用求得的多孔介質(zhì)阻力系數(shù)進行了雙層輸油管道內(nèi)層泄漏介質(zhì)傳熱傳質(zhì)規(guī)律三維數(shù)值模擬。分析了孔隙率、泄漏時間、泄漏位置和泄漏速度對傳熱傳質(zhì)的影響。結(jié)果表明,隨著孔隙率的增大,孔隙增多,流體滲流過程加快,泄漏介質(zhì)從泄漏口沖出到達外管內(nèi)表面后在重力作用下向下流動到管道底部并有效促進導(dǎo)熱過程,使得雙層輸油管道外管管壁溫度升高越快,高溫區(qū)域面積較大。當孔隙率較小時,流體滲流緩慢,泄漏介質(zhì)會在多孔介質(zhì)孔隙部位殘留時間較長,保溫層起到了很好的保溫作用,減少了熱量散失。泄漏位置不同,受到重力的影響,泄漏介質(zhì)流動軌跡有明顯區(qū)別。隨著泄漏速度的增加,同一時刻相同孔隙率泄漏量增加。當泄漏速度較小時,泄漏介質(zhì)還未到達泄漏口正上方外管壁內(nèi)側(cè)便開始受到重力影響向下流動,對外管上表面溫度影響較小。隨著泄漏速度增加,泄漏介質(zhì)可以到達雙層輸油管泄漏口正上方外管壁內(nèi)側(cè),繼而受重力影響向下流動。通過本文研究,利用格子Boltzmann方法和Fluent軟件研究了雙層輸油管道內(nèi)層泄漏介質(zhì)傳熱傳質(zhì)規(guī)律,該方法和研究成果能夠為今后研究海底雙層輸油管道泄漏檢測及維護提供一定的參考。
【圖文】：

技術(shù)路線流程圖

圖 2-2 非平衡態(tài)外推邊界條件示意 為邊界，，EBD 為相鄰于邊界的布函數(shù) ( , ) f O t 。將其分解為兩( , ) ( , ) ( , ) eq neqf O t f O t f O t
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE973

【參考文獻】

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3 郭恩s

本文編號：2593416