集输管道油气水三相流型识别数值模拟

油气水三相介质具有的不同物理化学性质,使得其混合物在时间和空间上存在一个相态与分布均不确定的混合界面。采用多相流VOF模型研究了集输管道内油气水三相混输过程,并对其流型进行识别,通过研究初始含气率对流型的影响,得到工程实际中常见的泡状流和塞状流,进而分析了流速对泡状流中气泡分布的影响。结果表明：对于泡状流,气泡的分布与液体流速直接相关,流速越低,气泡的分布越不均匀;模拟结果与相关理论吻合较好,可为工程实际提供一定的理论指导。     

U型管内成品油顺序输送混油数值计算

针对成品油管道顺序输送的混油量计算问题,借助多相流模型,以0#柴油和90#汽油两种介质作为交替输送对象,建立了顺序输送混油控制方程。根据成品油流经向上U型管和向下U型管两种情况进行数值计算,得到混油量分布云图,分析了不同输送顺序和水力瞬变对混油质量分数的影响。结果表明:成品油流经向上U型管时,后行汽油楔入到前行柴油的量多,且混油段分布较长,同时各截面的平均质量分数相对于前行柴油时较小;流经向下U型管时,后行柴油楔入到前行汽油的量少,且混油段分布较短,同时各截面的平均质量分数相对于前行汽油时较小。因此,成品油在弯管中交替输送时前行汽油后行柴油有助于减少混油量。     

基于灰色系统理论的蜡沉积速率预测模型

基于灰色系统理论建立了管输原油蜡沉积速率灰色预测模型,借助该模型可以得到多个不同影响因素相互作用的结果,从而避免了因片面考察个别因素而影响预测结果客观性的问题。实例验证结果表明:该模型预测结果的平均相对误差为2.376%,优于逐步回归预测模型;在管壁处剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子质量分数梯度和原油动力粘度4个影响因素中,管壁处蜡分子质量分数梯度对蜡沉积速率的影响最大。该模型算法简单,易于掌握,可提供的信息量较大,但仍属于静态模型,欲使模型更加完善,需要建立动态灰色预测模型。     

冷热原油顺序输送过程混油浓度的数值模拟

基于Fluent多相流(VOF)模型,采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型,针对冷热原油顺序途经90弯头、10m落差的管输过程进行了数值模拟。以大庆原油和俄罗斯原油为例,分析了不同输送顺序、流速、油温对混油浓度的影响。研究表明:在冷热原油顺序输送过程中,提高输送速率可以缩短混油段长度,且在流速一定的情况下,前行密度小、粘度低的俄油,后行大庆油的温度相对越低,掺混量越少;当后行密度小、粘度低的俄油,前行大庆油的温度相对越高,掺混量越少。该数值模拟结果与管道的实际运行情况相符。     

变径管道对冷热原油顺序输送混油的影响

针对管道沿线落差较大或变径时,水力瞬变对冷热原油顺序输送混油比例存在影响的问题,基于顺序输送混油理论,建立了冷热原油顺序输送混油控制方程。借助FLUENT软件对冷热原油途经变径管道水力瞬变过程进行数值计算,分析了输送顺序和流速对混油浓度的影响。研究表明:当冷热原油顺序流经渐缩管道时,混油长度增长较快,当冷热原油流经突扩管道时,混油长度增长速率降低。无论渐缩管道还是突扩管道,与前行俄罗斯油后行大庆油的输送方式相比,采用前行大庆油后行俄罗斯油的输送方式形成的混油段都较长,且突扩管段连接处和上游轴向各截面的平均混油比例波动较大。     

沈阳农用土地重金属污染评价与来源分析

以沈阳市典型农用土地为研究区域,进行土壤重金属(As、Pb、Cu 、Cr、Zn、Hg、Ni 、Cd)的污染情况评价及来源分析.结果表明,农用土地土壤受到不同程度的重金属污染,其污染程度依次为Pb＞Hg＞Zn＞Ni=Cu＞As＞Cd＞Cr,潜在危害问题最为突出的重金属为Hg与Cd.污染的来源与工业生产和人类活动有关,其中最主要的影响因素为交通运输.     

城市燃气管道泄漏的CFD模拟

通过建立3D和2D的CFD模型,对城市燃气管道遭受破坏后燃气的泄漏情况进行模拟,结果表明:风速与障碍物对燃气的扩散影响显著。风速越大,风沿下风向对燃气的输送作用越强,使燃气扩散加剧;障碍物前聚集的气体达到一定程度将漫过障碍物,从而在障碍物周围形成很大的危险区;当处于街道以下的燃气管道破裂时,街道峡谷效应对燃气扩散的影响较大。CFD模型具有较好的实际应用价值,可以更好地为城市燃气管道的安全管理、风险评估、事故调查、应急措施等提供依据。     

IS模型在淤地坝设计中的应用

利用GIS的空间分析功能,建立流域数字高程模型（DEM）自动提取地形地貌数据,对陕北县南沟小流域的沟道进行水文水利计算、工程布置、土方量计算、淤地坝设计,并利用CAD引擎绘制结构设计图、三维动态图,从不同的高度和角度进行可视化分析,产生如同真实的立体景观效果,以期为淤地坝设计提供理论依据,减少水土流失。     

保温层失效对伴热稠油管道安全停输时间的影响

针对伴热稠油管道在保温层失效后,安全停输时间难以确定的问题,基于有限体积法,建立了伴热稠油管道二维、非稳态分析模型.该模型考虑了稠油的凝固潜热影响,研究了保温层失效前后稠油管单独停输(案例Ⅰ)与稠油管和伴热管双管同时停输(案例Ⅱ)情况下稠油管内温度场的变化规律,在此基础上,通过SPSS软件拟合了停输时间与停输后稠油平均温度的关系曲线,进而确定了伴热稠油管道在保温层失效前后的安全停输时间.保温层失效前后,案例Ⅰ与案例Ⅱ油管内的温降规律基本相似.在保温层失效前,案例Ⅰ与案例Ⅱ的安全停输时间分别为58 h和54 h,前者在伴热管的影响下,安全停输时间延长了4h;在保温层失效后,两种情况下的安全停输时间均缩短至11h,即伴热管对安全停输时间没有影响.     

同沟敷设原油、成品油管道稳态温度场解析公式

常温成品油管道会影响同沟敷设的加热原油管道的土壤温度场。应用保角变换方法,推导了同沟敷设管道稳态土壤温度场的解析计算公式。以国内某同沟敷设管道为例,分别采用解析公式和数值模拟方法计算稳态土壤温度场,结果表明:在与管道水平距离小于2.5m的范围内,数值模拟结果大于解析公式计算结果;在与管道水平距离大于2.5m的范围内,数值模拟结果小于解析公式计算结果;两者的相对误差最大为5%,因此验证了解析公式的正确性。误差产生原因:一是两种方法的计算区域不同,解析法认为管道截面水平方向无穷远处的土壤自然温度场不受管道影响,而数值模拟法认为管道截面水平方向的计算区域存在边界;二是在公式推导过程中,为简化计算,对一些参数取平均值。