季节变化对埋地管道周围温度场的影响

埋地管道因其具有受地形地物限制因素少、安全密闭、能长期稳定运行等优点,在管道工程中得到广泛的应用。预测埋地管道周围温度场对管道的建设至关重要,数值计算是预测埋地管道周围温度场的有效手段。文中以国内广泛分布的冻土为背景,对不同气候条件下的管道周围土壤温度场进行研究,并用有限差分法对冬夏的土壤进行了数值模拟计算。结果表明：不同季节输油后土壤温度场趋于稳定的时间有所不同,油品的散热量也存在较大差异。     

埋地蒸汽管道保温失效传热的数值计算

文中对埋地蒸汽管道进行了传热分析,建立了埋地蒸汽管道三维温度场物理模型。通过简化物理模型建立了大地温度场的三维数学模型,利用CFD计算软件进行了温度场模拟计算并进行了客观地分析,分析的结果对红外成像检测埋地蒸汽管道保温失效具有指导意义。     

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。     

埋地管道周围温度场数值模拟的研究现状及趋势

预测埋地管道周围温度场与水分场的变化关系对管道的建设至关重要。数值计算是预测埋地管道周围温度场的有效手段,文中叙述了国内外学者在土壤温度场与水分场耦合作用方面研究现状及对埋地管道周围温度场的研究成果,通过分析提出了几点对埋地管道周围土壤温度场数值模拟的建议。     

基于Fluent的不同地貌埋地管道温度场数值模拟

为了研究不同土质对管道周边温度场的影响情况,运用GAMBIT建立了不同土质埋地管道温度场变化的二维模型。利用有限元法对埋地管道温度场进行了模拟,考虑了不同土质及地表温度对温度场的影响,给出了稳态与非稳态下的土壤温度场分布。结果表明:黄土层较其他土层更不易聚集液态水,非稳态耦合温度场更接近于实际情况。     

输油管道双管同沟敷设停输过程的数值计算

为了研究同沟敷设情况下,不同油品的温度、管道埋地深度以及管间距对管道停输过程的影响,在研究计算传热学和流体动力学的基础上,对输油管道同沟敷设建立了数学模型并给出了边界条件,利用ANSYS软件对模型进行了网格划分和施加载荷之后,对同沟敷设的温度场进行了模拟计算.结果表明:提高原油和成品油的初温、增加管道埋地深度都会增加原油管道的停输时间;当管道间距大于1.2m以后,成品油管道对原油管道的停输时间的影响很小.1.2m为双管同沟敷设管道安全运行的最小间距.     

埋地热油管道圆形边界处理方法的比较

研究热油管道停输再启动及间歇输送,首要的问题是计算管道周围土壤的非稳态温度场.在土壤温度场模型中,将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,利用有限差分法进行离散化求解.对于埋地管道圆形边界的处理,可用阶梯形折线或方形边界来近似代替管道圆形边界;通过比较利用方形边界和折线边界计算所得的热流密度值(随埋深、半径、保温层厚度的变化),说明用方形边界代替管道圆形边界是可行的,并且可以简化埋地管道的传热计算.     

同沟敷设输油管道热力计算

为准确便捷地计算同沟敷设输油管道沿线温度,文中对同沟敷设输油管道周围土壤稳态传热温度场与沿线温度解析计算方法进行研究。建立了管道周围土壤稳态传热温度场计算模型,应用保角变换法对模型进行求解,导出了土壤稳态传热温度场与输油管道沿线温度解析表达式。在一定参数条件下应用该解析表达式进行实例计算,并对计算结果进行验证分析,结果显示最大误差仅为0.58℃,表明该解析计算方法能够满足工程需要。     

AutoPIPE在输油埋地管道中的应用

埋地管道应力分析的关键在于准确模拟土壤对管道的作用,研究管道周围的土壤力学性能是正确进行埋地管道应力分析的前提。基于AutoPIPE管道应力分析软件,首先对国际上埋地管道理论进行简单的介绍,然后结合该理论对某工程中的埋地输油管道建立了较准确的应力分析模型,进行了较细致全面的应力分析,并指出当地上管道柔性足够时,埋地管道出土入土处端点位移较小,不需要设计固定墩。对管道应力分析工作者利用AutoPIPE进行埋地管道应力分析具有一定的借鉴意义。     

改变热油管道埋深对土壤温度场的影响

由于长输管道沿线地质、水文、地形等条件的差异,管道埋深在管道沿线不同的地方往往不同。在热油管道的正常运行过程中,管道埋深对管道的热力特性及管道周围的温度场有重要影响。分析了不同气候、不同埋深条件下热油管道对温度场分布的影响,为实际工程中满足工艺条件下,通过改变管埋深度减少能源消耗提供借鉴。     

火灾对埋地管道中油品温度影响的数值研究

地面发生火灾时,土壤中原有的热平衡被破坏,土壤温度、地下管道温度将产生变化,从而进一步影响管内输送介质的温度,使其不断升高,当油品温度升高到一定值时,管道安全将受到影响.针对此情况建立非稳态传热模型,给出了微分方程;运用有限差分法对模型进行了数值模拟计算,其中对管道采取分段传热计算,并对结果进行分析.通过该研究,得出发生火灾后,埋地管道内输送油品的沿程温度变化规律,从而为火灾后的埋地输油管道性能安全评估提供了科学依据.     

油田埋地盗油管道地面温度场周期性变化模拟计算

建立了埋地盗油管道年周期性变化温度场的物理模型,通过简化该物理模型建立了埋地盗油管道数学模型,进行了数值模拟运算.分析比较了不同月份埋地盗油管道热影响区域地表温度场特征,其结论表明:夏天相同距离温度差异比较小,在冬天相同距离温度差异比较大.     

管道阴极保护数值模拟实验

为了验证数值模拟软件研究埋地管道阴极保护及其干扰相关规律的可行性和准确性,建立了室内土壤模拟溶液模型和室外埋地环道模型,开展阴极保护实验。其中,室内模型实验通过改变阳极位置获得了2组显著不同的电位分布,而室外环道模型通过电缆连接改变管道和接地系统的电连续性。采用数值模拟软件进行电位分布计算和验证,其结果与电位测量数据基本一致。进一步通过软件对室外环道接地极排负实验的3种施工方案进行了数值模拟计算,优选出最佳方案。     

CAESARⅡ软件在埋地循环水管道设计中的应用

埋地循环水管道回水温度较高时,为提高管道的安全性,需要进行应力分析。文中介绍了埋地管道土壤模拟的Peng理论,以及用CAESARⅡ软件建立埋地管道模型的方法,并利用CAESARⅡ软件对某工程的埋地循环水管道进行了应力分析,计算结果显示,该工程埋地循环水管道一次应力、二次应力均满足规范要求。对利用CAESARⅡ软件开展埋地循环水管道应力分析具有借鉴作用。     

埋地热油管道正向预热过程的计算与分析

埋地热油管道预热过程是一个不稳定传热过程,埋地热油管道启输过程的土壤温度场是一个沿管道横断面（径向和切向）与轴向的三维非稳态传热问题。通过分析埋地热油管道的几何特性,考虑了沿轴向预热介质温降对土壤温度变化的影响,对埋地热油管线正常运行和正向预热过程时的数学模型进行了适当的简化和处理,并且对正向预热时土壤蓄热量进行了计算,还利用数值计算的方法进行了求解,得到了油温在轴向和径向上的变化规律,在求解数学模型时,对某一断面处的土壤部分的温度场应用有限差分法求解。     

含特殊管段的热油管道稳态温度场计算方法

特殊管段会影响热油管道运行的安全,为此详细探讨了含特殊管段的热油管道稳态温度场计算方法,建立了管道稳态运行的热力模型,利用有限元法对其进行求解.在计算管道轴向温度时,提出不同管段取不同环境温度;在求解横向温度场时,对埋地段提出不同埋深利用不同热影响半径,而对架空段和浸水段,则利用虚拟热影响区.模拟实例表明:特殊管段对管道的热力特性影响会给管道停输再启动的预测带来不利,充分证明了文中方法在计算含特殊管段的热油管道稳态温度场时的实用性.     

埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地输油管道非稳态热力研究能为热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题提供基础.通过分析埋地热油管道的几何特性建立了有限区域内非稳态热油管道土壤数学模型和边界条件,并使用PHOENICS软件对该数学模型进行求解.模拟结果与工程现象吻合较好.     

含球型凹坑缺陷燃气管道弯管极限载荷的研究

凹坑是埋地管道中常见的体积型缺陷,是一种破坏性较大的局部缺陷,而弯管是埋地管道中的重要管件。应用有限元分析软件ANSYS,对含球型凹坑缺陷的燃气管道弯管在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,根据腐蚀区的载荷-应变图,对模型的塑性极限压力进行了预测,并得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯管的安全评定有参考价值的结论。     

热油管道温度场的数值模拟

建立了埋地热油管道稳态时的物理模型和数学模型;应用CFD通用软件Fluent,模拟计算管道沿程温降,与理论公式进行了对比,结果证实与苏霍夫公式的理论解基本吻合,从而验证了Fluent在计算传热方面的可行性和准确性;而后通过Fluent软件模拟管道埋深、管道半径、管道流量、保温层以及非稳态对管道传热的影响,并通过后处理软...     

埋地热油管道沿程温降的数值模拟

运用fluent软件在三维笛卡尔直角坐标系下建立埋地热油管道的物理模型,分别对不同传热系数和不同流速的热油管道以及非稳态环境下的热油管道进行数值模拟,得到热油管道轴向温度的分布图,通过改变管道总传热系数和流速分析其温度的变化规律并对其进行比较分析。计算结果很好地反映出埋地热油管道沿程温降的基本特征,可为实际生产管理提供科学的依据,对于指导油田的输油生产、管道安全运行和节能降耗具有重要意义。