热油管道横向温度场分布理论研究

热油管道输送过程中,管道温度场的分布是不断变化的。本文根据确定临界状态,分析输油管道周围土壤温度场分布,研究埋地热油管道的周围土壤温度分布曲线。     

热油管道轴向温度分布模型的改进

热油管道输送过程中,轴向温度分布计算是管道设计的核心内容之一,必须较为准确的进行计算。考虑到苏霍夫公式中采用固定比热容将带来一定的误差,因此划分不同比热容区间,建立了新的管线沿程温将计算模型。并利用苏霍夫公式及新建模型进行实例计算,结果表明:新建模型计算结果与实际运行工况更为符合,可利用该模型进行热力站布局的优化。     

基于深海油气混输管道停输温降进行FLUENT数值模拟

海底管道在投产或运行的过程中,由于计划检修或突发事故等都会导致停输。基于深海油气混输管道停输温降进行FLUENT数值模拟的研究对保证海上油气田管道集输系统的安全生产有重要的指导意义。     

风机功率对火灾温度场影响的数值模拟

研究危险化学品生产作业场所的风机功率对火灾温度场影响的变化特性,使用FDS模拟计算软件PyroSim,对真实环境下火灾发生、发展过程进行数值模拟。以物质的化学性质为依据,计算火源功率,对0、1.5、3.0、6.0、9.0、12.0 kW等6种不同风机功率下的火灾发生过程进行模拟计算。研究结果表明:风机在火灾规模较小时作用有限,在较大火灾发生时影响很大。大功率风机对火源周围,尤其是火源下风向处的温度场和热流密度有很大影响,并且大功率风机能够较好地控制火源周围的温度,防止热流密度过大对周围的人和物造成损害。     

输油管道流场的仿真模拟

基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,建立埋地热油管道管内原油耦合流动方程,采用控制容积法,对热油管道停输后的自然对流进行了耦合求解,得到了管内典型流动洋相与等温线的变化,并对冬季停输状态下的管内原油自然对流的形成发展进行了求解,得到了直观的变化过程。     

超稠油埋地热输管道保温失效的数值模拟

针对超稠油埋地管道高温输送的特点,建立了热输管道的稳态传热模型,考虑了自然对流换热对温度场分布的影响,利用CFD软件对管道保温失效前后的温度场进行了数值模拟并进行了对比分析,进而为管道安全检测提供一定的理论指导。     

特殊加热面结构池沸腾换热特性的数值模拟

设计了具有半球结构的3种特殊加热面,采用数值方法对池沸腾换热过程进行了数值模拟,得出了加热表面热流密度与加热面过热度之间的关系,并对恒热流加热条件下的临界热流密度进行了预测。数值计算结果表明:与平面结构相比,文中所提出的具有半球结构的3种特殊加热面均提高了沸腾换热效率。通过对所采用的3种特殊加热面进行比较分析,发现沸腾换热效率随半球结构数量的增多而增大。对沸腾换热效率及临界热流密度进行综合考虑,发现当半球结构数量为16时,换热效果为最佳。值得注意的是,当半球数量为36时,该结构具有最低临界热流密度。     

基于ANSYS的注塑模三维温度场数值模拟

建立了注塑模具和塑件三维瞬态传热分析的数学模型并确定了边界条件和初始条件,基于ANSYS平台二次开发实现了模具和塑件温度场的耦合分析。模拟了不同冷却方式、初始模具温度和初始熔体温度下的冷却过程,分析了这3种因素对塑件温度场和塑件温度-时间曲线的影响。结果表明:同熔体温度相比,模具温度对冷却过程的影响更大;塑件温差随模具温度、熔体温度的升高而增大,其中熔体温度的影响较大;通入冷却水后,塑件温度降低速率加快、塑件温差减小,且在较高模具温度下这种效果更为明显。     

基于ANSYS的支护巷道围岩稳定性数值模拟研究

由于煤矿巷道的地质条件复杂多变,为了对井巷围岩的稳定性做出正确评价,借助ANSYS软件,对支护后采煤巷道进行数值模拟,通过对巷道围岩和围岩的混凝土喷层应力状态进行分析研究,来验证支护手段和支护参数是否具有合理性,从而对围岩稳定性做出正确的评价。     

基于ANSYS的LNG管道保冷结构分析

介绍了LNG管道保冷结构以及保冷层厚度的计算方法,应用有限元分析软件对LNG低温长输管道进行了稳态热力分析。在计算管道截面温度场时,采用保冷层材料导热系数随温度变化和平均导热系数两种方法进行模拟。研究结果表明温度分布基本相同,而热流密度值不同。     

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。     

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。     

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。     

基于流管法剩余油分布分析应用方法研究

随着水驱开发油田开发进入高含水期,油田后期开采难度加大,为实现油田的保产稳产需要进行油田的剩余油分布研究从而实现油田进一步的挖潜。采用流管法以实现油田剩余油分布数值模拟研究。建立了一注一采以及反九点法井网概念模型,结合B-L方程求解,绘制了相应概念模型的渗流模板,说明了运用渗流模板进行水驱开发油藏开发效果评价方法。分别分析了一注一采以及反九点法面积井网概念模型饱和度场,与床用数值模拟软件结果进行对比,进一步验证说明流管法进行油田数值模拟研究的可行性。选取某实际区块进行流管法数值模拟研究并且与传统数值模拟方法进行对比分析,说明流管法在进行油田开发剩余油分布分析方面的适用性。     

输油弯管泄漏数值模拟

我国现有输油管道经过多年冲刷及内外腐蚀后,存在一定的安全隐患,对管道的安全运行构成了严重危害.利用CFD仿真软件,依据有限容积法,采用多相流VOF模型对不同输送条件及泄漏孔径对泄漏后管内压强分布进行了模拟.研究表明:当泄漏孔径相同时,随着输送速度的增加,管内压强整体增大,泄漏口下游存在增大的高压区;当输送速度相同时,泄...     

水热耦合对冻土区埋地管道土壤温度场的影响

冻土区埋地热油管道最常见的安全问题是冻害破坏。当环境温度降至冰点以下,土壤中水分的冻结将伴随着水分向冻结前锋迁移,产生不均匀冻胀,加之周期性不可逆的冻融循环,极易造成管道失稳甚至破裂。研究管道冻害成因,应先预测埋地管道周围土壤冻融过程中温度场的变化,以及温度场与水分场的变化关系。采用有限体积法,建立土壤多孔介质水热耦合相变模型,利用SIMPLER算法进行数值求解,为了研究水分对土壤温度场的影响,这里对无水土壤和饱和含水土壤两种极限情况进行对比分析,结果表明：在输油管道运行初期,两种情况土壤温度场接近,随着运行时间的延长,饱和含水土壤温度场偏高,水分迁移和冰水相变对土壤温度场具有一定影响。     

埋地天然气管道泄漏危险区域的数值模拟

针对埋地输气管道的特点,建立埋地输气管道持续泄漏模型,运用有限容积法,对比分析多孔介质对天然气埋地天然气管道泄漏气体扩散的影响,得出管道上层土壤作为多孔介质,对气体扩散有重要的影响,由于其土壤阻力和毛管压力作用,使气体在地下消耗大量湍能,气体在地下危险区域呈下窄上宽,而在地上由于气体湍能减小,加上大气压的作用,致使气体危险区域呈上窄下宽。结计算结果为埋地天然气管道合理设计管道区域,指导管道敷设和安全运行提供理论指导。     

LNG管道热应力分布有限元模拟

介绍了LNG管道保冷结构以及外表面温度法计算保冷层厚度,应用有限元分析软件对LNG低温长输管道算例进行了稳态温度场及热应力场分布模拟计算。计算结果表明：管道和保冷层交界面部位热应力达到最大值,随着保冷层半径的增加热应力逐渐减小。