基于Fluent的空冷器管道系统流体均配研究

为了研究空冷器管道系统的流体均配问题,引入多孔介质模型,应用Fluent对空冷器的管道系统进行了数值模拟研究。结果表明:空冷器的压降越大,管道系统的流体分配越均匀;分流集合管与汇流集合管中的压力分布在一定程度上决定了管道系统的流体分配;分流集合管与汇流集合管中流体的流动方向相反有利于管道系统的流体均配,当二者的流体流动方向相同时,沿流动方向各支管流量依次增加。管道系统结构优化后,流体分配更均。     

管道保温传热计算软件系统

开发了一种适用于流体储运保温、电力锅炉及工业炉窑排烟烟道保温、矩形工业炉窑保温使用的方管保温优化设计软件。该软件将Matlab 7.0数学运算和图形绘制功能与VB 6.0界面开发功能结合,进行VB、Matlab和Excel混合编程。该软件结合有限差分法和焓降法,考虑保温材料热导率随温度变化及管内壁综合表面传热热阻,软件计算与实际测量管内介质出口温度误差小于2.1%。该软件能完成三维温度场分布计算并进行管内介质出口温度和散热损失优化计算,操作简便、适应性广、界面友好。     

测温元件保护套管对管道流体流态特征影响的模拟分析

文中对测温元件保护套管进行三维建模,采用Fluent软件对管道内流体进行模拟仿真和分析计算,并研究不同插入深度下管内流体的流态特征,为工程设计或安装施工提供参考。     

疏水装置放水管温度场的数值模拟

水蒸汽管道中的冷凝水由疏水装置排出。为研究极寒地区疏水装置放水管冬季结冰的问题,采用计算流体力学软件Fluent建立了放水管死管段热损失的物理模型,并对管道内部温度场进行模拟分析。模拟结果很好地显示了管道内的温度场,并得到了管道轴线上的温度分布,结果表明:死管段长度对管道内温度场有重要影响。将死管段长度控制在0.2 m以内,可有效避免放水管冷凝水结冰的问题。     

波纹管膨胀节温度场数值模拟

从传热学基础理论出发,运用对流传热实验关联式,计算了膨胀节导流筒与烟气、膨胀节外表面与周围环境的对流换热系数,同时以等效辐射换热系数来简化辐射换热,并且对波纹管与隔热层之间的烟气夹层及波纹管与保温层之间的空气夹层的传热方式进行了分析,综合考虑了对流和辐射传热,得出了烟气夹层和空气夹层的当量热导率。采用ANSYS实现几何建模、网格化、加载和求解的自动进行,得出了膨胀节在模拟工况下的温度场分布;研究了结构设计参数的变化对波纹管工作温度的影响,为膨胀节的设计提供了参考依据,以保证膨胀节在管网中安全运行。     

基于CAESAR Ⅱ的膨胀节开裂分析与解决方案

文中针对某化工厂管道试压时膨胀节被拉伸开裂的现象,采用CAESAR Ⅱ应力分析软件进行建模计算,分析了膨胀节开裂失效的原因,从调整支架和膨胀节选型两方面给出解决方案。结果表明,膨胀节内压推力可以通过支架约束也可通过带约束的膨胀节约束。     

洪水冲击管道的模拟分析

根据计算流体力学的原理和方法，以流场数值模拟为基础，利用大型流体计算软件对洪水冲击管道流场进行了模拟分析，得到了流场分布、压力分布情况，计算出了不同裸露程度管道在不同流速洪水冲击下的受力数值，分析了管道裸露程度对管壁受力的影响。     

切向进气船用脱硫塔流场的数值模拟研究

针对船用脱硫塔塔内喷头数量的选择和喷射角度的问题,以船用六缸两冲程G128ZC型柴油机额定工况下排放的废气为研究对象,通过建立切向进气船用海水脱硫塔模型,采用Gambit软件对该模型进行网格划分,使用Fluent软件对该塔塔内气的流湍流强度和流速进行计算。仿真计算结果表明:切向进气船用海水脱硫塔塔内气流的流速和湍流强度呈规律性分布,整体塔内气流流向为旋转上升,塔内的同一水平面内的气流流速越靠近塔壁流速越大,反之越小;塔内中下部湍流强度高,上部湍流强度低,湍流强度沿着塔高方向逐渐减弱。该仿真结果为船用脱硫塔塔内喷淋方向的布置和喷头数量的选择提供了理论依据。     

膨胀节简单模型与复杂模型在CAESARⅡ中的建立及对比分析

为了找到在管道应力分析软件CAESAR II中建立膨胀节模型的最优方式,文中以安装于空间Z形管道中的复式拉杆型膨胀节为例,采用两种建模方法(简单模型法和复杂模型法),并通过CAESAR II软件计算分析,对不同规格系列的膨胀节分别按两种方式进行建模和应力计算。从计算结果中提取出关键节点处的约束反力进行分析,结论为:两种建模方式均起到了降低应力和力矩的效果。在此基础上分别提出两种建模方法的优点和适用范围,以及在管系中建立膨胀节模型的建议。     

输气管道置换优化研究

置换是输气管道投产试运过程中的重要工艺环节,是复杂的扩散、对流过程。文中介绍了输气管道投产前用氮气置换空气的几种方法,阐述了它们的工作原理与实施步骤,对比分析了它们的优缺点,优选了置换方式,并采用Fluent流体模拟软件建立了输气管道氮气置换数学模型,进行了三维稳态和非稳态数值计算,研究了置换过程中混气段长度随管径、管长、流速变化规律,将理论推导、数值计算和现场数据进行了对比,验证了理论结果的正确性,为现场施工提供了科学依据。     

利用FLUENT软件模拟计算含蜡原油管道的停输降温过程

研究含蜡原油管道的停输降温过程,对确定安全停输时间、提出再启动方案以及制订停输检修计划具有重要的指导作用.介绍了利用FLUENT软件模拟求解含蜡原油管道停输降温问题的方法,将双边壁面设为耦合壁面,不需要再单独设定边界条件;将析蜡潜热转化为附加原油比热容,不需要跟踪固液相界面的移动.通过与实验结果进行对比,表明该方法能够准确地计算出任一时刻管道横截面上各点的温度,而且能表现出降温过程中自然对流的变化和固液相界面的移动,使得此类问题的求解更加简单.     

油井地面集输管停掺水温降数值模拟

掺水混输不加热集油工艺正不断发展完善,集输管停掺水温降过程是指导该技术实施的重要依据,掌握其降温规律对确定安全停掺水时间、再掺水启动方案和停掺水检修安排都有着十分重要的意义。基于计算流体动力学理论,利用FLUENT对油井地面集输管道停掺水后的温降过程进行数值模拟,得出不同含水率与不同初始油温下管内油品的温降曲线。根据管轴中心温降曲线可将整个降温过程分为3个阶段,第一阶段温降速度最快,其余两阶段较慢,第一阶段自然对流作用占主导地位,第二阶段管壁油品开始凝结,自然对流逐渐消失,第三阶段传热方式仅剩导热,且作用较弱,整个管内油品的凝结时间长短与停掺水初始油温及管内液体的含水率有关。通过模拟计算可得详细的温降过程,为实际停掺水不加热集油工艺设计提供参考依据。     

油气混输管道数据库管理平台开发

采用SQL Server 2005和Visual C#.NET软件建立了油气混输管道数据库,并开发了数据库管理平台,能够实现管道数据的录入、修改、删除、查询,温度、压力的计算和修正等功能。该数据库管理平台在工程实际管道和实验环道装置的数据基础上,对已有模型进行修正,使之适用于现场,并提出了查询插值的新方法,成为实现混输管道压降预测的有效途径。同时,该数据库可应用于工程设计建设及混输管道压降计算方法的研究。     

含水原油水力计算

讨论了含水原油为牛顿流体和非牛顿流体情况下管流的水力计算。当含水原油为牛顿流体时，其压降计算按传统方法采用达西公式计算；当含水原油为非牛顿流体时，介绍了幂律流体和宾汉流体的本构方程、流态判别方法、层流和紊流压降计算公式。还介绍了含水原油为牛顿流体时黏度计算的一些经验公式，并提出了一种回归含水原油黏度(牛顿流体)、表观黏度(非牛顿流体)计算公式的新方法，将回归公式的计算结果与实测结果进行了比较。     

基于SPS软件的埋地热油管道停输温降分析

为了进一步认识埋地热油管道的停输再启动过程,首先利用管道仿真软件SPS进行管道分析。在软件中建立了1个埋地热油管道模型,结合软件自身功能实现管道的停输再启动过程的仿真,记录分析停输温降数据,对影响停输温降的一些因素进行了探讨。另外,使用软件TLNET和公式法对该管道进行了停输温降分析,并将其结果与SPS软件得到的结果进行比较。3种方法计算结果有差别。文中分析了造成差别的原因。     

波纹管膨胀节的设计与选用

波纹管膨胀节是一薄壁挠性元件,在内压作用下能够吸收热膨胀或机械运动引起的位移,U形膨胀节应用最广泛。膨胀节材料选用主要取决于工作条件、环境和经济性;应力校核应满足各项条件,否则需调整结构尺寸,重新进行应力计算,同时给出了膨胀节参数与其性能之间的影响规律;膨胀节的制造以液压成形为好,尽量采用整体成形,且按照要求进行相关热处理,焊接时根据材料不同选择合适的焊接方法,以保证波的形状和表面质量。     

伴热稠油管道停输温降数值模拟

基于有限容积法,建立伴热稠油管道停输过程的非稳态传热模型,采用＂焓-多孔度＂技术,利用FLUENT软件,分别对伴热管与稠油管同时停输及稠油管道单独停输两种情况进行了数值模拟,并考虑了析蜡潜热对温降的影响,得出了不同时刻管内原油凝固区、混合区、液油区的位置及温度场的分布。结果表明：两种情况下,稠油固化过程基本相同。稠油管道单独停输时,管内原油温降速率比双管同停温降速率略慢,但在一定时间内相差不大。随着停输时间的延长,两种情况下管内稠油温降速率变化明显,说明伴热管对稠油管道短期停输影响不大。文中给出安全停输时间,为工程设计提供一定指导。     

计算流体动力学(CFD)在配管中的应用

随着软件技术的发展,计算流体动力学(CFD)在炼油化工行业中得以应用。文中以计算流体动力学模拟软件FLUENT为例,详细描述了利用计算流体动力学方法优化分支配管结构,结果表明CFD方法能够科学直观地解决此类配管优化问题,有着广泛的应用前景。     

基于红外成像的埋地热油管道定位方法

对埋地输油管道进行了传热分析,建立了埋地输油管道三维物理模型。通过简化物理模型,建立了埋地输油管道三维数学模型,并通过CFD软件进行了模拟计算。输油管道热影响区域在地面红外成像分布比较明显,输油管道在地面投影区域温度明显偏高。进行了红外成像管道定位实验测试,由于土壤热物性不同,在输油管道地面热影响区域温度场分布并不非常均匀。模拟计算和实验研究表明:输油管道热影响区域在地面模拟红外成像分布情况和实际情况吻合。