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。     

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。     

LNG管道保冷层厚度设计及影响因素分析

介绍了LNG传热过程和管道保冷层的厚度计算,研究了材料导热系数、环境温度和管径对管道保冷层厚度的影响.结果 表明:保冷层厚度随导热系数的变大而增加;随环境温度的升高而增加,且呈线性变化;随管径的变大而增加,但随着管径的变大,增大保冷层厚度的效果将不再明显.     

浅析地下水环境下热油管道保温层厚度选取

处于地下水环境中的埋地热油管道周围难以形成稳定的温度场,热损失较大,应优先考虑采用保温措施。选择保温层厚度时应综合考虑经济性及安全性。本文根据地下水环境下埋地热油管道的传热规律,对管道总传热系数K值计算公式进行了简化。在给定油品种类和管道直径的条件下,计算得到了不同保温层厚度时的出站温度;对比了不同管径时保温层厚度变化对费用净现值的影响,给出了保温层厚度的推荐值。     

埋地液态CO_2管道轴向温度分布规律研究

对埋地液态CO_2管线温度分布的影响因素进行分析,将管输过程的水力热力系统视为准稳态,考察轴向温度的分布规律。求解PR方程获得不同压力、温度条件下,液态CO_2的密度、比热、导热系数的分布规律;采用分段计算和迭代求解的方法,求解列宾宗温降公式,不断迭代,直至计算出管道末端的温度。结果表明:相同距离时,夏季低温液态CO_2管道沿线温度上升幅度大,而冬季温升幅度小;沿线温升随流量的增加而减慢,随管道起点温度的降低而加快;夏季管道埋深越大温升越小,而冬季管道埋深越大温升越大。     

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.     

非均匀沉降下高压天然气管道失效概率分析

为了研究非均匀状态下高压天然气管道的失效概率,通过建立管道失效概率模型,根据可靠性理论与管道有限元分析得出了管道失效概率随沉降发展的变化曲线,并对管道失效概率的4种影响因素的敏感性进行了分析。结果表明:4种影响因素敏感性大小依次为管径、内压、壁厚、埋深。随着沉降的发展,管径、内压敏感性逐渐降低,埋深敏感性增强;影响因素的变化量增大时,壁厚敏感性逐渐降低。     

土壤含水率对蒸汽直埋供热管道热损失的影响

针对长距离供热工程中的节能降损问题,采用数值模拟的方法,研究了不同土壤含水率、保温材料、埋深对直埋管道保温性能的影响.研究结果表明:土壤含水率对直埋管道保温效果影响显著,当土壤含水率为0～10％时,土壤含水率变化对管道温降的影响较大,土壤含水率为10％～20％时,土壤含水率变化对管道温降的影响较小;增大直埋管道的埋深会降低管道的热损失,且高含水率时埋深对管道热损失的影响较小;在土壤含水率较高时使用多腔孔陶瓷复合绝热材料(CNT)+玻璃棉的保温方案可大幅提高管道保温性能,但增大CNT厚度对管道热损失的影响较小.     

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。     

水分迁移与管道埋深对土壤温度场的影响

管道埋深和土壤中的水分迁移对于冻土区埋地管道土壤温度场的研究有着重要的影响,研究水分迁移和管道埋深对温度场的影响,利用数值模拟的方法进行计算,并对计算结果进行了分析,结果表明,在冻土区,埋深越大,周围土壤的温度越高;土壤含水量越大,土壤的温度越高;同时对比不同含水量和不同埋深对温度场的影响可得埋深越小,不同含水量之间的土壤温度差就越大。     

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。     

粒子迁移对混合纳米流体对流传热性能影响

为研究混合纳米流体管内对流传热性能,采用两步法制备Al₂O₃-CuO/水混合纳米流体,测量黏度与导热系数随温度及体积分数的变化,研究层流与紊流时对流传热性能。结果表明,对于静置的混合纳米流体,体积分数越高导热系数越大,布朗运动加快水分子和粒子间温度趋于一致的速度。当Al₂O₃-CuO/水混合纳米流体体积分数为0.03%,对流传热系数在雷诺数Re分别为2300和6530时比水增大了24.3%和20.3%,这主要源自于导热系数的增大和粒子迁移运动,流体受泵驱动向前运动,在近壁处流体温度高于管中心,热泳运动驱动粒子从高温区移向低温区,由于粒子导热系数大于水,温度梯度沿管径变化更平缓,使对流传热系数增大。     

裸露管线停输影响因素分析

为了确保裸露管线停输安全,有必要弄清管线停输温降规律,分析各种因素对管线安全停输时间的影响。针对裸露热油管线的热力特征,通过改变影响停输温降的各种因素(停输起始油温、环境温度、管径、结蜡层厚度、保温层厚度等),利用CFD软件对停输过程进行数值模拟,绘制了相应条件下的温降变化曲线图,得到了对应的安全停输时间。数值模拟结果表明:停输起始油温和环境温度越高,管道安全停输时间越长;管径和保温层厚度越大,温降速度越慢;结蜡层对停输温降的影响很小,且随其厚度增加停输时间略有缩短。研究停输影响因素对裸露管线停输安全意义重大。     

长输油管道模拟计算与运行数据研究

通过分析研究津华线实际运行数据,并结合模拟计算过程可知,油品的黏度、环境温度、总传热系数,是输油管道水力、热力计算的关键参数,在设计过程中要尽量取得较为准确的黏温数据、沿线地温数据,并分析管道传热系数随管道沿线土壤、埋深等的变化,从而提高计算的准确性。     

水平管薄膜蒸发传热系数

采用智能化薄膜厚度测试仪实验研究了液体负荷、蒸发侧沸点、传热总温差和传热管管径等因素对水平光滑传热管外液膜厚度、波动状况以及因此而导致的蒸发侧传热膜系数的影响,得到了传热膜系数的关系式,突出了液膜波动的影响.还讨论了多种操作参数对两侧传热膜系数和总传热系数的影响,为工业设计提供实验依据.     

R290在水平光滑管内的沸腾换热

对内径为4、6 mm水平光滑铜管内R290的沸腾换热特性进行了实验研究,分析了质流密度、热通量、饱和温度、管径对沸腾传热系数以及临界干度的影响,选择5种适用于R290的水平光滑管内沸腾换热关联式,对实验工况下R290的沸腾传热系数进行预测,并与实验值对比。结果表明,管径越小、质流密度越大,或者饱和温度越高,则沸腾传热系数越大;在干度逐渐增大的过程中,沸腾传热系数随热通量的增大先增大后减小。热通量、管径相比质流密度、饱和温度对临界干度的影响更明显,且热通量越大,临界干度越小;管径越小,临界干度越大。5种关联式中,Fang关联式的预测能力最佳。     

孔数与孔厚对多孔板压损系数的影响机理

多孔板作为管道内节流降压或流量测量元件,在减小管道振动、流动噪声及流动压损等方面较之传统的单孔板具有明显优势。影响多孔板压损系数的结构因素主要有开孔等效直径比、孔数及孔板厚度,其中等效直径比的影响规律已为人熟知,而孔数与孔板厚度的影响机理仍不清晰。本文以均匀布孔的多孔板为研究对象,通过数值模拟方法研究了孔数与孔板厚度对多孔板稳定区压损系数的影响机理。结果表明：在相同的孔板厚度下,压损系数随孔数增多而先快速减小后趋于不变,使压损系数达到稳定的临界孔数随管径减小而减少,但临界孔数对应的孔板相对厚度均接近0.5;在相同的孔数下,随孔板相对厚度增大压损系数先快速降低后趋于不变,使压损系数达到稳定的临界相对厚度为0.5~1.0,临界相对厚度随孔数增多而减小;在相同的相对厚度下,压损系数在薄孔板中随孔数增多先减小后增大,而在厚孔板中随孔数增多而单调增大。这说明除等效直径比外,孔数与孔厚均对多孔板压损系数有影响,应在压损系数关联式模型中予以考虑。     

R290在水平光滑管内的沸腾换热

对内径为4、6 mm水平光滑铜管内R290的沸腾换热特性进行了实验研究,分析了质流密度、热通量、饱和温度、管径对沸腾传热系数以及临界干度的影响,选择5种适用于R290的水平光滑管内沸腾换热关联式,对实验工况下R290的沸腾传热系数进行预测,并与实验值对比。结果表明,管径越小、质流密度越大,或者饱和温度越高,则沸腾传热系数越大;在干度逐渐增大的过程中,沸腾传热系数随热通量的增大先增大后减小。热通量、管径相比质流密度、饱和温度对临界干度的影响更明显,且热通量越大,临界干度越小;管径越小,临界干度越大。5种关联式中,Fang关联式的预测能力最佳。     

地埋管换热器热短路及其对热物性测试影响分析

为了更准确地建立垂直地埋管换热器钻孔内传热模型,采用模拟分析的方法探讨了不同钻孔、支管和布置形式的冷热支管热量回流情况,并拟合得到了热短路热阻的表达式。建立了三维数值模型,分析了管内流体流速、埋深对热短路的影响,流速越小,热短路损失率越大和单位管长换热量越小,然而流速过大,热短路损失率减少并不明显且能耗加大;增加埋深可以增大埋管进出口的温差,但冷热支管间的热损失也大大增加。对比了流体积分平均温度与几何平均温度的差别,由于忽略了热短路的影响,往往线性几何平均温度值偏大。借助于试验平台,分析了流速变化和埋深变化对土壤平均传热系数测试的影响,结果表明:流速越小,热短路损失率越大,土壤平均传热系数越小,即埋管的换热能力也越低;埋管的深度应综合换热量要求、热短路损失、投资而确定。     

高压蒸汽管道保温研究

计算了不同管径和保温厚度下蒸汽管道输送高压蒸汽的热损失和温度降。结果表明:保温厚度越大,蒸汽的热损失越小、温度降越小;保温材料导热系数与蒸汽的热损失呈正比;环境温度越高,蒸汽的热损失越小;环境风速对热损失的影响不大。同时研究了保温材料选择和保温结构对节能的影响。