影响地埋管换热器侧换热量因素分析

利用线热源模型,结合约束最优化方法,使用河北工程大学自主研制的岩土热物性测试仪,测试并计算出石家庄市正定区岩土综合导热系数和地埋管侧换热量值。根据测试结果,分析实验中的测试时间、地埋管内进出口水温平均值、测试功率等因素对地埋管换热量的影响。测试结果表明：20 h后,测试计算出的岩土综合导热系数趋于稳定;岩土综合导热系数、地埋管内进出口水温平均值、测试功率对地埋管侧换热量值有影响,且影响依次减少。     

地震作用下埋地管线轴线随机反应

利用随机振动理论,导出了埋地管线在大空间地面运动过程中的动力反应.在建立管线模型时,接头简化为刚性,管线简化为弹性地基梁.实例计算表明,对于轴向振动,埋地管线的各阶固有频率均十分接近,计算应力时需考虑较多的振型.管线中部的位移、应力不随管线长度变化.地震动的空间相关性对管线随机振动影响很大,应慎重选取地震地面运动的功率谱模式.     

地源热泵地埋管换热系统热堆积分析

针对一高层住宅负荷进行计算分析,应用Fluent软件模拟该住宅小区地源热泵系统整个地下的埋管温度场情况,分析排热量与取热量比值不同的情况下,地下温度逐年变化趋势,模拟若干年后地下土壤的温度变化,与初始值比较,发现温度有不同程度的上升,将这些堆积的热耗散掉所需要的时间较长,提出地源热泵系统地下热堆积问题的解决方案。     

埋地管线均匀腐蚀失效力学模型及随机分析

针对埋地管线在外部荷载和腐蚀联合作用下导致的失效问题,综合考虑埋地管线纵向和环向受力特性、腐蚀规律,建立失效预测模型,在此基础上运用一次二阶矩法(FOSM)对模型和参数的不确定性进行随机模拟,并对影响管道失效的主要参数如内压、残余应力、腐蚀参数等进行敏感性分析.结果表明:一次二阶矩(FOSM)与蒙特卡罗法(MC)计算结果基本符合,采用FOSM计算埋地管线的腐蚀失效概率是可行的;内压和残余应力的均值、变异系数越大,管道失效概率越大;残余应力随着腐蚀的发展逐步释放,在管道使用后期对失效的影响减小;管道失效概率在使用10～20a内增长迅速,之后由于腐蚀的自我抑制作用增长缓慢.内压、残余应力、壁厚、屈服强度和腐蚀是影响管道失效的5个重要因素,其中腐蚀尤为重要,减缓腐蚀速度的管道防腐技术可以有效减少管道的失效概率,延长管道使用寿命.     

蒸汽管道的热经济学设计分析

分析了蒸汽管道的热损失和(火用)损失随管径的变化趋势,并结合经济分析提出了优化管道设计的方法,进而导出了热经济学直径和保温层厚度计算式。     

地源热泵U形地埋管换热性能及其影响因素分析

针对影响土壤源热泵U形地埋管换热性能的几种因素进行分析研究,得到U形地埋管物理特性与换热性能之间的内在联系,通过工程实验探索地下埋管换热性能及其主要影响因素,并通过实际工程测试,发现室内负荷和埋管循环水流量对地埋管与土壤的换热量影响较大,利用圆柱源传热模型进行理论分析,分析结果与工程实际吻合较好。     

埋地混输管道温降计算分析

油气集输管线的沿程温降主要与压降、总传热系数有关,而油气两相流在沿程的流动过程中不稳定,流态多变,导致压降的计算方法存在较大差别。在考虑了平均含气率与焦耳-汤姆逊效应对温降的影响后,建立了集输管线的3种油气两相流温降数学模型,采用了贝克流型划分法对油气两相流进行计算。结果表明,用液体持液率H1代替质量含气率Xwg计算多相流的混合比热Cp,能够提高油气两相流温降计算的精度。     

架空管道几种保温材料的对比模拟研究

基于架空蒸汽管道输送高温蒸汽时产生的热损失, 建立了蒸汽管道的物理模型和数学模型, 对比了目前架空管道常用的三种保温材料。研究结果表明, 纳米气凝胶复合反射式保温结构应用效果最好。模拟了不同的蒸汽温度、 管径、 绝热层厚度下的管道及保温层的温度场分布。模拟结果表明, 管径对架空蒸汽管道热损失的影 响最大, 当管径从1 2 6mm增加到1 3 2mm时, 热损失增加1 0. 7 0 26 2k J /( h·m) 。     

埋地热油管线间歇输送技术研究

原油管道低输量情况普遍存在。当管道输量低于允许最低输量时,如能采用间歇输送工艺则可以有效解决这一难题。在间歇输送过程中如果停输时间过长,管道内原油温度降低到一定值后,就会给管道的再启动带来极大的困难,甚至造成凝管事故。根据铁岭-大连管道的热力及水力特征建立了埋地管道间歇输送温降数学模型、再启动温升数学模型和再启动压力数学模型。采用有限差分方法,把热传导偏微分方程转化为线性方程组后,用迭代法求解。以鞍山到大石桥、大石桥到熊岳两段管道为例进行停输和再启动过程模拟计算。结果表明,当俄油输量为23 300 t/d,出站温度为45 ℃时,该管道在冬季的间歇输送方案是停输8天后再启动输油2天,可保证管道安全过冬。该方案成功地在铁岭-大连管道得到应用。     

油田井口蒸汽干度的影响因素分析

井口蒸汽干度是油田热力开采稠油的重要参数之一,运用VB6.0开发了井口蒸汽干度计算软件,并利用实验测量数据验证了软件计算的准确性。系统分析了影响井口蒸汽干度的结构参数(管线外径和绝热层厚度)和操作参数(蒸汽温度、蒸汽压力和管道入口蒸汽流量)及其变化规律。研究结果表明,井口蒸汽干度随着绝热层厚度和管道入口蒸汽流量的增大而增大,随着管线外径、蒸汽温度和蒸汽压力的增大而减小。其中,绝热层厚度对井口蒸汽干度的影响最大,当绝热层厚度大于60 mm小于80 mm时,其厚度每增大20 mm,井口蒸汽干度约升高0.12%。     

蒸汽吞吐过程中注汽时间对油/地层热影响半径的影响

针对蒸汽吞吐过程中因注汽时间不当而造成蒸汽资源浪费或油层加热不充分的问题,建立了井筒-地层-油层的二维、非稳态的油层的数学模型,分析了油层以及地层的温度场变化情况,在此基础之上探讨了注汽时间对油/地层热影响半径的影响。研究结果表明,油层热影响半径随着注汽时间的增加而增大,且在注汽至第5d时达到最大值,此后热影响半径基本维持不变;从注汽第3d开始,油层中的热量明显向地层传递,注汽6d后,油层与地层的温度分布基本相同;蒸汽吞吐过程中的注汽时间宜控制在4～5d。     

稠油油藏注蒸汽开发井间汽窜描述与影响因素

稠油油藏在注蒸汽热力采油过程中,井间一旦发生汽窜,导致蒸汽无效循环,将严重制约蒸汽波及体积的扩展和原油采收率的提高。用二维可视化实验装置,研究稠油油藏注蒸汽开发过程中的汽窜现象以及剩余油分布特征,再利用数值模拟方法研究井间汽窜的影响因素。结果表明,多孔介质中蒸汽的推进实际为蒸汽驱动冷凝水与变温热水驱动原油的渗流过程;驱动前缘以外,油藏温度逐渐降低,呈现常规非活塞水驱油特征,水的渗流速度快于原油,呈现明显的突进现象,窜流通道两侧留有大量剩余油,注采井间汽窜时的平面波及系数仅为43.16%;而在热波及区域内,存在绕流残余油与角隅滞留油。影响井间汽窜的主控因素包括：井位与高渗带位置关系、平面非均质性、厚度、原油黏度、注汽速度等。     

轴向冻融滑坡对埋地管道的应力影响分析

冻融循环是冻土区埋地管道主要的安全隐患,它不仅给管道带来额外的应力,而且会改变地形结构特殊区域原有的地质特性,在特定的条件下造成地质灾害的发生。系统研究了因冻土融化而产生的冻融滑坡给管道应力带来的影响,而且分析了不同位置的轴向滑坡对管道应力的影响。通过模拟分析可知,不同位移的轴向滑坡对管道应力产生的影响差异很大;改变滑坡的位置,对管道的应力也会产生较大的影响。对受冻融滑坡影响的管道进行的模拟分析结果,可很好地反映应力变化情况,可为冻土区埋地管道的施工建设提供理论依据。     

湿陷性黄土地区埋地管道稳定性分析

湿陷性黄土浸水后易产生自重湿陷,黄土的强度会大大降低,并对沿途埋地管道的安全运行产生威胁.为了研究埋地管道在湿陷性黄土地区的稳定性,基于有限元方法,分析了外径和壁厚不同的管道在湿陷时产生的位移、应力和应变;采用特征值屈曲理论,研究了一定条件下埋地管道在黄土灾害中所能承受的极限长度.结果表明,增大管道外径和壁厚、减少管道...     

斜置式热管蒸汽发生器传热规律的数值模拟研究

用FLUENT软件与对热管蒸汽发生器的温度场分布进行模拟,从结果中取两个截面作为研究对象。其次采用压力入口条件,对其进行计算,截取同样的两个截面进行对比。最后采用不同的速度入口条件,分别计算其在这两个截面上的温度场分布,通过以上计算可以得出蒸汽发生器传热规律。     

横向冻融滑坡对埋地管道应力影响的数值模拟

由于冻土的性质与结构复杂,对温度的影响较为敏感,因此,冻土区埋地管道极容易受到冻土变化的 影响。冻融循环对冻土区埋地管道的安全有很大的影响,对地形结构特殊的区域,冻融循环会改变原有的地质特 性,在特定的条件下造成地质灾害的发生。研究了由于冻土融化沉积产生的横向冻融滑坡给管道带来的应力影响, 并对不同位置的横向滑坡及对管道的影响程度进行了分析。通过研究发现,不同位置的横向滑坡对管道产生的应 力影响差异很大。对受横向冻融滑坡影响的管道进行模拟分析,可很好地反映应力的变化情况,为冻土区埋地管道 的施工建设提供理论依据。     

保温层偏心沉降对架空注汽管线传热影响研究

架空注汽管线保温材料沉降对评估管线散热损失、计算经济效益会产生显著影响.建立了保温材料沉降注汽管线周向传热模型,分析了环境风速、管线管径以及土壤辐射对管线热损失的影响.结果表明,增加风速导致偏心保温管线热损失增加,环境风速增加120％时,管线外保温热损失增加5.9％;在偏心率相同的情况下,管径越大,其空气夹层热损失越小...