周期性边界条件下埋地热油管道传热影响因素的分析

建立土壤多孔介质模型,采用有限容积法对地表温度周期性波动条件下埋地热油管道非稳态传热过程进行数值计算。考虑了土壤中水相、气相迁移对管道传热的影响,对比分析了有、无保温层及保温层厚度、保温层导热系数、土壤导热系数、土壤含水率、管径、埋深等因素对埋地管道非稳态传热规律的影响。研究表明：保温层厚度、导热系数、土壤导热系数对埋地热油管道非稳态传热的影响相对较大。管径、埋深对管道传热的影响相对次之,且埋深对管道的影响冬季远要大于夏季,而土壤含水率对管道传热的影响相对较小。     

基于ANSYS软件的热油管路保温的数值模拟

应用ANSYS软件对埋地热油管道沿径向温度进行了数值模拟,得到了不同保温层厚度时管道径向温度及热流量的变化。分析了含蜡层的径向温度变化,随着保温层厚度的增加,保温层内部温降变化减小,管道向外传递的热流密度逐渐减小,保温效果更好。热流量减小的速度随着保温层厚度的增加变得缓慢,模拟结果与编制计算机程序计算结果相吻合。     

不同季节埋地热油管道周围土壤温度场数值模拟

埋地热油管道周围土壤温度场是随时间变化的非周期性非稳态温度场,建立埋地管道周围土壤温度场的非稳态传热模型,对不同季节埋地热油管道周围土壤温度场非稳态传热规律进行数值模拟。分析表明,不同季节温度条件下管道周围土壤温度场分布差别很大,管道有、无保温层土壤温度场分布明显不同。管道有保温层条件下,管道周围土壤温度场呈半圆形曲线分布,在冬季等温线沿管道正上方分布,在夏季等温线沿管道正下方分布;管道无保温层条件下,管道周围土壤温度场呈近似椭圆形分布。这主要是由于土壤热阻的存在温度波在传导过程中具有迟延性,管道周围土壤温度场受管道散热影响,两条等温线出现重合所致。通过对埋地热油管道非稳态传热因素的研究分析,为管道安全、经济启输、节约能源提供参考。     

埋地管道总传热系数影响因素研究

利用软件对不同管径的埋地管道总传热系数的因素进行计算,确定管道保温层厚度、保温层传热系数、管道埋深、土壤导热系数因素对管道总传热系数均产生影响,且管径越大,影响越大。管道总传热随管道保温层厚度、管道埋深增大而减小,随管道保温层系数、土壤导热系数增大而增大。各因素的影响程度由大到小依次为：保温层导热系数、保温层厚度、土壤导热系数、土壤埋深。     

埋地热油管道应力分析

埋地热油管道的应力集中是热油管道失效的重要原因,也是管道系统安全管理的薄弱环节。文章利用CAESARⅡ软件对某埋地热油管道建立普通热油管道应力模型,通过使用CAESARⅡ对热油管道不同工况下的应力分析和分析方法研究,保避免管道由于应力出现过大变形,影响管道的正常运行。     

基于ANSYS的埋地热油管道弯管附近应力失效研究

研究了埋地热油管道在结构-热耦合应力作用下失效原因及锚固墩位置对其应力的影响。采用ANSYS对埋地热油管道进行应力模拟计算,得出在结构-热耦合应力作用下管道弯管处当量应力分布情况,并对不同角度的弯管进行结构-热耦合应力对比分析,得出不同角度弯管位置的应力数值,绘制变化曲线。同时改变弯管附近锚固墩位置,计算得出弯管处应力变化云图。结果显示,弯管处的最大当量应力随着角度的增加而逐渐减小,且调整锚固墩位置可进一步消减管道处最大当量应力,为防止埋地热油管道泄漏事故发生提供理论依据。     

原油管道总传热系数影响因素研究

利用PIPESIM流体计算软件对影响原油管道总传热系数的因素进行模拟分析,确定了保温层厚度、保温材料导热系数、管径、原油含水率、原油流速、管道埋深、管道埋深处地温、土壤导热系数为影响管道总传热系数的主要因素;总传热系数随着管道保温层厚度、管径、管道埋深和管道埋深处地温的升高而降低,随着土壤导热系数、保温材料导热系数、原油含水率和原油流速的升高而增大;对于保温管道,各种因素对管道总传热系数影响程度大小顺序为:保温层导热系数、保温层厚度、管径、土壤导热系数、管道埋深、原油含水率、原油流速、埋深处地温。     

埋地热油管道传热规律研究

对埋地热油管道,油品在管道中流动时,不仅存在着压力能的损失,而且存在热能的损失,并且这两方面的能量损失是相互联系和相互影响的,因此,埋地热油管道的设计、运行、管理就比常温输油管道要复杂的多。从现有的情况来看,埋地热油管道的传热规律需要进行深入研究,以此来获得更多的数据和信息,促使埋地热油管道的管理和运行,更加的顺畅,减少一系列的矛盾和冲突。目前,我国正处于社会发展的重要阶段,埋地热油管道与社会的经济发展具有密切的关系,通过研究其传热规律,能够在未来的工作中,及时处理一些不良问题,减少造成的安全事故和损失,从而实现国家能源的充分应用。     

埋地热油管道计算边界两种处理方法比较

在研究埋地热油管道周围土壤非稳态温度场问题时,主要采用数值方法进行求解,用适当的方法对埋地热油管道圆形边界进行处理至关重要。通过比较阶梯形边界和方形边界所计算的土壤温度分布,说明用方形边界代替管道圆形边界是可行的,可以满足精度要求的,而且有效简化了埋地管道的传热计算过程。     

埋地热油管道弯管处应力破坏研究

近年来,埋地热油管道弯管漏油事件时有发生,反映出管道的原始设计、施工等方面存在不足。为使埋地热油管道安全稳定运行,在给定位移载荷的作用下,对弯管各部位的应力的变化情况进行模拟分析,得出了导致弯管失效漏油的过大应力位置和弯管角度对应力的影响,并提出了改进措施,从而为防止发生埋地管道泄漏事故的研究奠定基础。     

埋地热油管道温降及土壤温度场

埋地热油管道输送过程中,需要准确预测管道的运行工况。本文主要分析油流沿管道的轴向温降及管道周围土壤温度分布,得出了埋地热油管道的温降曲线和其周围土壤温度分布曲线。     

埋地热油管道投产运行规律探讨与浅析

为了掌握原油管道投产运行规律,探讨了埋地热油管道投产过程中管内介质温度以及管外土壤温度场的变化规律,并分析土壤导热系数、输量对管内介质和管外土壤温度场的影响,并对不同预热方式进行浅析比选。结果表明：土壤导热系数和管道输量是埋地热油管道投产过程的主要影响因素;闷管预热的能量利用率最高,正向预热效果最好。     

寒区输油管道正反输温降规律分析

采用SPS仿真软件建立寒区埋地热油管道的正反输仿真模型,对正反输送工艺的温降变化进行仿真。分析正反输运行时沿线油温随时间变化规律,首站油温随时间变化规律及不同时刻加热后的油头在管道中流动时的温降变化规律。仿真结果分析表明,反输开始后,反输首站油温先迅速降低后升高,最后达到稳定,且反输运行温降变化在20h左右达到稳定;对于保温管道,反输最低温度出现在冷油头到达首站时,在制定正反输运行方案时需特别注意。通过运用SPS软件对埋地热油管道正反输温降分析,可对以后制定正反输运行方案具有一定指导意义。     

埋地热油管道原油全凝时间影响因素分析

针对寒区埋地热油管道,采用焓—多孔介质法建立多场耦合作用下停输原油热力模型,以稳定运行时的土壤温度场为土壤热历史,利用Fluent软件迚行停输传热数值模拟与分析。以管道中心点温度降至凝点为管道内原油全凝的判断依据,获得不同工况下的管道中心温降曲线,开展土壤埋深、大气温度、原油初始温度、保温材料等因素对管道内原油全凝时间的影响分析。     

水泥厂保温层经济厚度影响因素探讨

本文以圆筒与平面的保温层经济厚度为研究对象,分析了影响层经济厚度的敏感度的10种因素,得出量化影响规律.研究表明,圆筒和平面保温层经济厚度的计算结果误差与管径及保温层经济厚度都有关系,当管道外径为1000mm（GB/T 8175-2008中之规定）时,二者的相对误差范围在5％～38.6％之间,保温层经济厚度＜200mm时的相对误差在20％以内;热能价格、运行时间、年利率、偿还年限、风速对保温层经济厚度影响不大;但在进行水泥厂保温层经济厚度设计时,必须考虑流体温度、管道外径、环境温度、保温层导热系数以及保温层单位投资价格的影响,进行优化设计.     

AQC锅炉进风管道保温数值模拟研究

水泥窑余热电站AQC锅炉进风管道及其保温设计对锅炉运行及其热量利用影响较大,为减少热损失,提高余热回收效率,需对进风管道采取保温措施。本文通过分析AQC锅炉进风管道换热机理,建立了AQC锅炉进风管道物理场模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟计算,获得了不同内保温层厚度的AQC锅炉进风管道温度场,以及热风温度随管道长度变化的线性关系曲线。数值模拟结果表明,AQC锅炉进风管道（φ3 620mm×8mm）内保温层厚度为70mm、耐磨浇注料及外保温层厚度为100mm时,为最经济、合理的保温层厚度设计方案。     

埋地管道土壤温度场的数值模拟

为避免凝管事故发生,需要准确知道埋地管道在受外界非稳态环境影响时,在不同停输时期管内油品和周围土壤温度场的变化规律,确定管道的允许停输时间。建立了埋地热油管道土壤温度场的非稳态传热模型,该模型较全面地考虑了边界条件和初始条件。数值模拟了预热启输过程土壤温度场的发展情况,分析了土壤温度场随时间的变化趋势。地表温度受大气影响最为明显,远离管道的深层土壤温度受大气温度变化影响较小,越靠近管道附近的土壤温度上升幅度越大,且受热油温度的影响越明显。     

保温层厚度的计算方法

在进行保温设计时,首先要确定保温层的厚度。根据不同的保温目的,保温层厚度可采用不同的方法计算,如表面温度法、允许散热损失法、热平衡法等。按照《设备及管道保温技术通则(国家标准GB4272—84)》规定,为减少保温结构散热损失的保温层厚度,应按“经济厚度”的方法计算。所谓经济厚度,是指保温后的年散热损失费用和投资的年分摊费用之和为最小值时保温层的计算厚     

架空热油管道保温层厚度计算

建立了管道保温计算的数学模型,通过具体实例,用计算机编程得出大量数据,通过origin8.0软件绘出保温层厚度分别与保温效率、管道总传热系数、保温层表面温度和沿程温降的关系图,不仅直观地体现了保温层厚度对管道传热的影响以及变化趋势,还可以从图中查出任意厚度下的保温情况,为求解热油管道保温层厚度提供一种新方法。     

新型中空无规共聚聚丙烯管保温性能分析

为分析新型中空无规共聚聚丙烯管保温性能,运用有限元法对新型中空无规共聚聚丙烯管在不同空气层厚度和常规管道包覆不同厚度保温材料的热损进行了计算。结果表明,新型中空无规共聚聚丙烯管保温效果比常规包覆式管道明显提高。常年运行工况下,年平均温度为15℃(昆明地区),管内工质温度95℃,管道热损不高于93W/m~2时,新型中空无规共聚聚丙烯管保温层(空气层+护管)厚度比常规管道包覆玻璃棉厚度减少27.5%,岩棉厚度减少32.9%。在季节运行工况下,平均温度为8℃(昆明地区冬季),管内流体温度95℃,管道热损不高于163 W/m~2时,新型中空无规共聚聚丙烯管保温层厚度比常规管道包覆玻璃棉厚度减少20%,比岩棉层厚度减少25.8%。