埋地熱力管道周圍土壤溫度場數(shù)值模擬及應(yīng)用研究.pdf

1、分類號TE832密級學號141010097萬籮磊油零擎Xi’anShiyouUniversity全日制學術(shù)型碩士學位論文題目埋地熱力管道周圍土壤溫度場數(shù)值模擬作者姓名導師姓名、職稱學科(專業(yè))名稱及應(yīng)用研究朱前康勇教授油氣儲運工程提交論文日期2017年11N25日中文摘要論文題目專業(yè)碩士生指導教師埋地熱力管道周圍土壤溫度場數(shù)值模擬及應(yīng)用研究油氣儲運工程朱前(簽名)康勇(簽名)摘要石油多采用埋地管道輸送。在管道運行的過程中，為了優(yōu)化管道建

2、設(shè)和制定科學合理的熱油輸送工藝，需要掌握管道運行過程中管內(nèi)油品溫降和其周圍溫度場變化情況。本文在建立埋地輸油管道周圍土壤溫度場的物理模型基礎(chǔ)上，考慮到了管道周圍土壤橫向和縱向的溫度變化情況，建立了土壤溫度場三維運算模型，使土壤溫度場的模擬更接近實際。主要研究內(nèi)容包括：對熱油管道調(diào)研和理論的論述，建立埋地熱油管道非穩(wěn)態(tài)時的物理模型，通過Gambit對模型進行網(wǎng)格劃分，而后通過Fluent軟件模擬管道埋深，管道半徑、原油流速對其周圍土壤溫度

3、場的影響，利用Tecplot軟件對模擬數(shù)據(jù)進行后處理得到溫度場分布圖，計算出管道沿線的原油溫降及管道工作的安全停輸時間。通過對計算結(jié)果分析表明，這些因素對管內(nèi)油品溫度變化有很大影響，在優(yōu)化管道建設(shè)和制定科學合理的輸送工藝方面要充分考慮其影響。在研究埋地輸油管道周圍土壤溫度場同時，還進行了熱力管熱擴散性能應(yīng)用性實驗研究，利用融雪實驗裝置，得出了融雪時間及融雪負荷等相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，這對開展熱力熔融系統(tǒng)方面的應(yīng)用研究有一定的意義。本文完成的主要

4、工作為：(1)采用有限元法，對不同埋深條件下的管道周圍土壤溫度場進行三維數(shù)值計算，結(jié)果表明：相同條件下，管道埋地越深，散熱量越少，且停輸時間越長。(2)數(shù)值模擬輸送不同溫度原油時，管道周圍土壤溫度場的變化。從計算結(jié)果可以看出，油溫越高，管道水平方向熱力影響范圍越大，溫降就越快，允許停輸時間越大。(3)對不同出站流速進行數(shù)值模擬。管道內(nèi)原油流速越大，熱油管道向周圍散發(fā)的熱量也就越少，熱油管道內(nèi)的原油溫降也就越低，允許停輸時間越長。(4)對