埋地参数对管道同沟敷设传热的影响

针对同沟敷设埋地管道的传热特点,采用有限体积法对成品油管道和原油管道同沟敷设的非稳态传热规律进行了数值模拟,计算分析了成品油管道和原油管道间距、埋深及成品油油温等因素对同沟敷设管道传热规律的影响。结果表明:管道间距的增加能够有效降低原油管道管壁平均散热热流密度,在管道间距增大到一定程度时,原油管道管壁平均热流密度趋于饱和状态;管道埋深的增加,能够降低成品油管道管壁和原油管道管壁的平均散热热流密度,增加成品油的吸热量和管道传热参数对地表温度波动响应的延迟时间;成品油管道油温的升高,能够有效降低原油管道管壁的平均热流密度。     

非稳态环境对埋地管道传热的影响

根据热平衡原理和半无限大区域温度分布公式，用数值模拟方法探讨了在外界非稳态环境影响下埋地管道温度场的变化规律，该数学模型充分考虑了由于外界非稳态环境温度变化导致的土壤热物性变化对埋地管道温度场的影响，同时把无限大区域化为有界区域，大大提高了计算速度和计算精确度。     

热油管道非稳态流动传热数值模拟研究进展

随着计算机技术和计算方法的发展,求解热油管道非稳态流动传热问题的数值方法得到了更广泛的使用。从管道防腐层大修过程非稳态流动传热的数值模拟、冷热油交替顺序输送管道非稳态流动传热的数值模拟和双管同沟敷设管道非稳态流动传热的数值模拟三个方面介绍了近三年来热油管道非稳态流动传热数值模拟研究的进展和发展趋势。     

埋地管道传热试验方案

根据相似理论设计埋地管道传热试验,并模拟沙箱底部及顶部环境、热油及沙子含水情况,研究热油管道周围沙体的温度分布,以解决实际生产中所遇到的热油管道稳态输送与停输后的非稳态温降场的问题。该试验装置可以模拟管道在不同状态下的温度分布情况。     

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。     

带伴热管的埋地管道土壤温度场数值模拟

分析了带伴热管的寒区埋地管道的几何特性,建立了数学模型。采用有限单元法对管道周围土壤的二维非稳态温度场和热流密度场进行了数值计算,并对输油管与伴热管上部未设保温板的工况进行了计算。对改变保温板的宽度与厚度工况进行了计算,得到了各自的土壤温度场和热流密度场的分布。     

光缆与油气管道同沟敷设应用实践

光缆与油气管道同沟敷设施工方法可以充分发挥并利用油气管道的路由资源和站场资源,将光纤通信引入到管道通信中,从而满足油气管道生产运行的高可靠性和宽带应用的通信需求。描述了光缆在管沟中的位置,设计图纸与施工步骤,硅芯管保护等技术问题;结合鄯善-乌鲁木齐输气管道、西气东输管道、陕京二线输气管道、兰州-郑州-长沙成品油管道、西气东输二线管道等工程的应用实践,对光缆与输油气管道同沟敷设施工方法和改进措施进行了总结,指出了目前存在的施工管理、组织及施工责任方面的问题。     

埋地管道弹性敷设竖向转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了简化计算公式，由于该临界值在分别用于油、气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该简化计算公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

埋地管道弹性敷设竖转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了新化计算公式。由于该临界值在分别用于油，气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该算化的公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

天然气管道爆破对同沟敷设管道的影响试验

为了分析天然气管道爆破对同沟敷设管道性能的影响,利用管道断裂控制试验场开展了X90全尺寸气体爆破试验,分析管道爆破对同沟敷设管道变形行为、管材性能的影响。研究表明:天然气管道爆破会引起同沟敷设管道发生明显的弯曲、压扁变形,且变形管段中间部位的椭圆度较大;在热辐射作用下,钢管的性能发生了明显变化,裂纹的扩展抗力降低,且随着壁厚增大,显微硬度呈先升高再降低的趋势,受热层厚度约为700μm;热辐射能显著影响钢管的微观组织,受热部位表面组织晶粒发生一定的粗化,失去了原有生长取向,而深层组织的变化较小。     

屋顶植被层传热的数值模拟研究

分析了当前对屋顶种植层的研究现状以及对屋顶植被层进行理论和实验研究的意义;在前人的研究成果的基础上,对自然植被层进行理论与试验研究,找出自然植被层所表现出的热特性.结果表明:自然植被传热的理论模型与试验测试较为吻合,能够很好地说明本植被层的温度变化规律,为进一步研究其他植被层的热特性提供了有益的参考.     

周期性边界条件下管道传热规律数值研究

采用有限体积法对周期性地表温度边界条件下埋地管道传热规律进行了数值模拟,对比分析了有、无保温层对埋地管道传热规律的影响;分析了保温层导热系数、土壤导热系数、土壤比热容及地表温度波动参数等因素对土壤平均温度及管壁平均热流密度变化的影响.研究表明,保温层、土壤的导热系数及比热容的增加均有利于埋地管道的保温,此外,比热容对时均传热状况无影响;地表温度波振幅及频率的变化对管壁平均热流密度的振幅具有一定的影响,但不影响管壁时均热流密度.     

温室地埋管强化换热方案探讨及数值模拟分析

为了提高地热资源在温室供热中的利用效率,定性研究了地源热泵地埋管管内强化传热方式,针对横纹管、缩放管和波纹管为研究对象并以光滑管作参照,建立了以水为传热介质的强化传热模型,利用Fluent软件,采用simplec算法和标准k-ε模型,分析了不同的管内结构对管内传热过程的影响,并探讨其强化传热机理,从光滑管和几种强化传热管的传热特性中可得出,在研究范围内,它们的传热效果按优劣依次为横纹管、缩放管、波纹管,为温室供热地埋管的选择提供了可靠的依据。     

非饱和土壤冻融过程中水、热耦合运移数值模拟研究

根据冻结条件下非饱和土壤水分运动和热量迁移的基本方程,推求冻土水热耦合迁移的数学模型。采用Grank-Nicolson格式的有限差分法,计算结果表明土壤水分、温度的计算值与实验值吻合较好。     

翅片管式风冷冷凝器耦合传热的数值研究

利用耦合传热理论对平直翅片的换热特性进行了数值研究,在此基础上建立了V型风冷冷凝器的传热模型,并对不同夹角、不同管排的V型冷凝器管外换热特性进行了初步的模拟分析,模拟采用商用软件PHOENICS3.6进行。其结论对于目前空调使用的风冷冷凝器的优化设计具有一定的指导作用。     

埋地热油管道总传热系数的研究

总传热系数K在埋地热油管道的运行管理中是一个非常关键的参数,其取值是否合理将影响管道运行的安全性和经济性.对于埋地热油管道稳态运行过程,提出采用最小二乘法反算K值;对于非稳态运行过程,提出了一种双层耦合模型来计算K值.在分析实例的基础上,K值的变化幅度给予了量化,从而解决了从定性到定量的认识问题.在一定程度上,此模型和求解方法可以为埋地热油管道非稳态优化运行提供参考.