在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的這個(gè)時(shí)代,我們對(duì)石油的需求在與日俱增,因此安全且高效的管道運(yùn)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(diǎn)多、應(yīng)用廣。出于管道計(jì)劃?rùn)z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(dòng),因此有必要對(duì)埋地?zé)嵊凸艿腊踩］敃r(shí)間與再啟動(dòng)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(dòng)過(guò)程相關(guān)參數(shù)變化,本文通過(guò)在前人理論計(jì)算的結(jié)論上,加以應(yīng)用模擬軟件對(duì)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(duì)再啟動(dòng)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(shí)的傳熱數(shù)學(xué)模型,采用分段比熱容進(jìn)行分段計(jì)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(duì)該模型求解,得出管道安全停輸時(shí)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(dòng)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(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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(guò)程溫降計(jì)算
        1.2.3 停輸溫降過(guò)程的研究
        1.2.4 再啟動(dòng)模型的研究
    1.3 本文研究?jī)?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(yùn)行工況的熱力水力計(jì)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(jì)算K值
        2.2.2 熱油至管內(nèi)壁的放熱系數(shù)α₁的計(jì)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(jì)算
    2.3 熱力計(jì)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(jì)算
    2.4 熱油管道的摩阻計(jì)算
        2.5.1 粘溫關(guān)系式推導(dǎo)的摩阻計(jì)算式
        2.5.2 熱油管道的壓降計(jì)算
    2.5 小結(jié)
第三章 停輸過(guò)程傳熱理論計(jì)算與模擬分析
    3.1 管道停輸過(guò)程分析
    3.2 停輸傳熱過(guò)程物理模型
    3.3 停輸傳熱過(guò)程數(shù)學(xué)模型
    3.4 建立并求解土壤溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型
        3.4.1 管道周圍土壤溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型
        3.4.2 二維非穩(wěn)態(tài)相關(guān)計(jì)算
    3.5 安全停輸時(shí)間的計(jì)算
        3.5.1 分析安全停輸時(shí)間的計(jì)算過(guò)程
        3.5.2 管道安全停輸時(shí)間數(shù)學(xué)計(jì)算模型
        3.5.3 安全停輸時(shí)間約束條件
    3.6 對(duì)Fluent模擬的結(jié)論做準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    3.7 停輸傳熱過(guò)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(chǎng)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(duì)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(duì)管道停輸影響
    3.9 本章小結(jié)
第四章 再啟動(dòng)過(guò)程模型建立
    4.1 停輸后再啟動(dòng)過(guò)程分析
    4.2 停輸后再啟動(dòng)過(guò)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(dòng)數(shù)學(xué)模型求解
        4.3.1 再啟動(dòng)沖擊波未到達(dá)管道末端
        4.3.2 再啟動(dòng)沖擊波已到達(dá)管道末端
    4.4 最小啟動(dòng)輸量的確定
    4.5 本章總結(jié)
第五章 計(jì)算實(shí)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(jì)算
    5.3 停輸過(guò)程沿程溫降模擬
        5.3.1 管道停輸時(shí)沿線溫度變化模擬
        5.3.2 停輸過(guò)程周圍土壤溫度場(chǎng)分析
    5.4 再啟動(dòng)過(guò)程沿線模擬
        5.4.1 再啟動(dòng)過(guò)程沿線溫度模擬
        5.4.2 再啟動(dòng)過(guò)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(hào)：3838601