管道冬季泄漏土壤热波动及原油渗流数值计算

采用有限容积法建立埋地管道泄漏多孔介质流固耦合相变数学模型,对冬季热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值模拟。研究表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度波动剧烈,由于受环境温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,很快达到凝点,并出现不同形态的动态凝油层,致使原油渗流速率降低,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,地表温度变化及土壤中原油分布差异较大。应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

输油管道热力计算及程序设计

评价埋地热油管道的的热工状况,首要的问题是计算管道周围土壤的非稳态温度场。针对埋地热油管道的一般形式,以二维非稳定传热方程来描述输油管道的传热过程,建立了计算温度场的计算模型,在边界条件中充分考虑了地面温度的变化以及管径等参数对管路温降的影响。采用有限差分数值理论对温度场进行了计算,并由此求得了热油管道的有关热工参数。通过实例分析表明了计算方法和计算程序具有一定的实际参考价值。     

半埋热油管道传热研究

受飓风、暴雨、泥石流等恶劣天气的影响,埋地管道可能局部处于半掩埋状态。目前半埋管道传热计算多采用“线性插值”模型。建立了半埋热油管道的流（空气水）—管—土耦合传热机理模型,并利用数值模拟手段对不同条件下管道的传热特性进行了研究。结果表明,管道的总传热系数、出口温度和土壤蓄热量与管道的相对埋入面积呈明显的非线性关系;线性模型与机理模型的计算结果在趋势与数值方面均具有较大偏差;管道刚好完全掩埋时与完全不掩埋时相比,总传热系数出口温度的差异较大,且管径越大,差异越显著;当环境流体的温度较低时,管道出口温度对相对埋入面积更敏感。     

基于FLUENT的管壳换热器壳程流场数值模拟与分析

通过简化管壳式换热器模型,采用非结构网格划分,选用κε湍流模型,应用CFD软件FLUENT对壳程流体流动和传热过程进行了数值模拟,得到了不同折流板间距情况下壳程流体温度场、压力场以及速度场的分布情况。分析了折流板间距对壳程流体流场分布、换热器传热速率以及压力损失的影响,并得出了进口流速与传热量和压力损失之间的关系。模拟结果与理论研究结果相符合,对管壳式换热器的设计和改进有一定的参考价值。     

埋深对压气储能内衬洞室稳定性影响的定量分析

采用热力耦合数值模型定量分析埋深对压气储能内衬洞室稳定性的影响.通过建立洞室内空气能量和质量守恒方程、洞室传热控制方程以及热弹性受力变形控制方程,从而建立压气储能内衬洞室热力耦合计算模型.对不同埋深时的压气储能洞室其受力变形特征进行模拟,对一个周期内的应力及变形进行分析,获得了不同埋深对压气储能内衬洞室稳定性的影响.数值模拟结果表明:埋深对密封层第一主应力和第三主应力影响不大.埋深越大,衬砌拉应力越小,而压应力越大;埋深只影响衬砌一个周期内前几个小时以及后几个小时的第三主应力值,对其余阶段应力影响不大.埋深越大,围岩压应力越大,第一主应力波动幅度越小;埋深增加,第三主应力增加.埋深越大,水平位移越小.每个时间节点洞顶竖向位移均随埋深的增加而减小.     

地下水埋深对土壤水盐、植被影响研究进展

地下水的变化会引起土壤水盐的变化,进而影响植被的生长、发育、分布、演替以及物种多样性.本文系统地总结了地下水埋深对土壤含水量、土壤含盐量、植被影响的研究成果,重点阐述了地下水埋深对植被的影响,指出:地下水埋深对土壤水盐、植被的影响极其复杂,应该加强基于长期野外实测地下水埋深数据和气象数据开展地下水埋深对植被影响的研究.最后强调模拟不同情境下地下水动态变化趋势,进而预测植被演替特征,是今后亟需加强的研究方向.     

土壤源热泵系统的应用与经济性分析

介绍了土壤源热泵的工作原理,根据工程周围的环境,地质条件,对抚顺市某垂直埋管式地源热泵系统工程的实例进行了分析。并将垂直埋管式地源热泵空调系统与燃油锅炉+冷水机组空调系统进行了经济分析比较。结果表明,土壤源热泵系统初投资高出燃油锅炉+冷水机组空调系统约4倍,而土壤源热泵系统要比燃油锅炉+冷水机组空调系统节省约63%的全年运行费用,其中夏季节省约21.5%的运行费用,冬季节省运行费用较大约为67.9%。土壤源热泵系统初投资回收期短,经济可行性好。     

高速列车制动过程对钢轨温度场的影响

现有成熟商用软件可以模拟在移动热源作用下的瞬态传热问题,但与真实的传热问题的具体要求相比,尚有不足之处,无法完全地反映边界条件随时间、空间以及大小的复杂变化,缺乏灵活性。运用有限单元法,结合实际需要,开发出一套可用于模拟复杂边界条件的瞬态传热算法。该算法可以较为真实地反映实际传热问题的各种边界条件,例如:第二类和第三类边界条件在时间、空间以及大小上的无规则变化。使用这套算法,以CHN60重型钢轨为研究对象,分析了钢轨在列车制动时温度分布随时间的变化,全面考虑了第二类边界条件和第三类边界条件的变化,最终得出了较为精确的数值解。     

微肋角度对开缝翅片流动与传热性能影响的三维数值模拟

利用数值模拟的方法,结合计算流动与传热软件研究了空调系统用的翅片管式换热器开缝型翅片的开缝微肋结构对翅片整体的流动与传热特性的影响.将模拟结果与实验测值进行了比较,两者基本吻合.结合场协同理论分析了计算结果,得出了翅片开缝微肋在既定工况下存在最佳倾斜角度等结论,为改进翅片结构提供参考.     

地源热泵名义工况探讨

美国空调制冷学会对地源热泵机组规定了三个不同的名义工况，分别适用于水源热泵、地下水源热泵和土壤源热泵，我国目前还没有适用于地源热泵机组的标准，文章中根据不同的地下水温度和土壤温度对我国的地下水源热泵和土壤源热泵的运行工况进行了分析，并建议对不同类型的地源热泵应采用不同的名义工况，并且给出了具体的参考数值。     

高温在线腐蚀监测机构温度场分析

采用ANSYS软件对高温在线腐蚀监测机构进行温度场分析,分析了沿探针杆中心轴线和沿保温层径向的温度分布情况。分析采用比现场更苛刻的数据作为模拟数据。用传热学中精度较高的经验公式来计算管道内外侧的对流传热系数。模拟分析的结果对密封填料、探针、保温层、闸阀、法兰等的设计及选用具有指导作用。分析显示保温层壁温和理论计算结果误差在0.02%以内,所设计和选用的零部件能用于高温管道中。     

多相管流流体温度分布计算公式的推导与应用

以两相流动的能量守恒方程为依据,推导出了用于多相管流温降计算的一个通用公式,该公式考虑了焦耳汤姆逊效应导致的温降,液体摩擦生热引起的温升,以及地形起伏、气液相速度变化等因素对流体温度分布的影响,并用两个现场实例验证了四个常用温度计算简化公式在油气混输工艺计算中的有效性。与实测管线终点温度对比验算结果表明,影响混输管线温降的主要因素是传热系数、焦耳汤姆逊效应、液体摩擦生热,而气液相速度变化及地形起伏对温降计算影响较小,可以忽略不计。     

汽泡周围温度场的观测

本文利用光测技术的新发展，针对流动核态沸腾中汽泡温度场观测的一系列难点．提出了解决的力案，并成功地观测厂汽泡温度场，这为研究性态流动沸腾的机理打下了基础．     

三聚甲醛／水换热器的数值模拟及结构改进

针对某大型化工企业的三聚甲醛／水换热器在生产中发生的失效问题,借助于ANSYS FLUENT 15．O软件对换热 器的流体流动以及传热进行数值模拟。通过分析管程和壳程流体的流速分布、温度分布及压力分布情况,找到产生故障 的原因,提出结构改进措施,并采用数值模拟的方法,验证结构改进的合理性。研究结果表明：改变管程进口的方向和距 离,调整壳程进、出口的位置,并在管程和壳程进口处加防冲档板能够使管程和壳程进、出口处的流场分布趋于均匀;降 低流体对管束的冲击力,改善管束周边的应力分布状态。结构改进后可有效防止事故的发生。     

加热原油管道停输热力计算

在加热原油管道停输过程中,油品温度下降,粘度上升,有时甚至出现冻管事故,常常给再启动带来困难。合理地进行热油管道停输后的温度计算,模拟原油的凝固过程,有利于确定安全停输时间,制订再启动方案。针对加热原油管道停输后油品、管道及周围介质的相互关系和它们的不稳定传热,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行了处理,并构造出问题的差分方程。通过数值计算分析管道停输后油品冷却和冷凝规律,运用文中所提出的方法,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算,与实测数据和文献中计算方法相比,该计算结果更符合实际情况。     

板式换热器换热特性及压降的实验研究

为了研究强化板式换热器的换热性能及压降特性,利用小型R32制冷系统,基于钎焊式板式换热器,进行了一系列实验。实验结果表明：板式换热器出口制冷剂由过热到两相态时,制冷剂侧换热系数先急剧增大后缓慢降低,传热温差快速减小后缓慢降低,压降只有小幅度的变化;随着换热器的效能逐渐增大,平衡换热器效能和系统性能后,蒸发器出口干度接近1时,换热效果最好。研究可为强化板式换热器的设计提供参考。     

窄通道内去离子水的沸腾换热特性实验研究

为了研究矩形窄通道内流动沸腾表面换热系数的影响因素,建立了竖直矩形窄通道流动沸腾传热实验装置,研 究了尺寸为720 mm x250 mm x3.5 mm窄通道内离子水的流动沸腾换热特性。采用单侧壁面加热,改变加热热流密度; 调节恒温水箱温度,改变工质入口温度;以蠕动泵为动力,改变泵的转速,改变工质流量。实验结果表明：入口温度对流 动沸腾表面换热系数基本无影响;流体的紊流度随着质量流量的增加而增加,从而加强了对流换热的强度;在对流沸腾 换热阶段,核态沸腾受抑制,表面换热系数随着加热功率的增大反而降低;在完全对流换热阶段,表面换热系数随着加热 功率的增大基本不变。该研究为更好地设计板式换热器提供了依据。