高溫高壓深海管道非均勻溫度場與溫度效應研究

1、高溫高壓深海管道非均勻溫度場與溫度效應研究S t u d i e so n N o n - ·u n i f o r m T e m p e r a t u r e F i e l da n d T e m p e r a t u r e E f f e c to f H T ／H P D e e p —·s e aP i p e l i n e s【申請碩士學位】基金資助：國家重點基礎研究發(fā)展計劃( 2 0 1 4

2、 C B 0 4 6 8 0 1 )學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程作者姓名：何永禹指導教師：陳志華教授天津大學建筑工程學院二零一五年十二月 一_ = 孥一血年T 一月摘要目前缺乏對深海管道溫度場的研究，因此對管道溫度效應的研究也是考慮恒溫作用，而實際上在原油輸送過程中，原油不斷向周圍介質(zhì)散熱，原油沿程溫度會有所降低，由于原油與管道之間的對流換熱，管道的沿程溫度也隨之降低。因此，有必要對深海管道的非均勻溫度場與非均勻溫度效應進行研究。本文利用G A

3、M B I T 建立了單層管道幾何模型并劃分網(wǎng)格，考慮了管內(nèi)原油層流流動和紊流流動兩種不同流態(tài)，利用F L U E N T 軟件對管道在穩(wěn)態(tài)流動時的非均勻溫度場進行了數(shù)值模擬，對網(wǎng)格獨立性進行了分析，確定了合理的網(wǎng)格劃分方式，得到了管道沿程溫度曲線，通過對比數(shù)值模擬與理論公式計算得到的原油溫度結(jié)果，對F L U E N T 模型進行了驗證，最后進行了管道溫度場參數(shù)化分析。利用F L U E N T 軟件對管道在流動開啟過程中的非穩(wěn)態(tài)傳熱

4、進行了數(shù)值模擬，對時間步長獨立性進行了分析，選取了合理的時間步長，對冷投啟動和預熱啟動兩種方式下的管道非均勻溫度場進行了研究，得到了管道沿程溫度時變曲線。利用F L U E N T 軟件對管道在流動關閉過程中的非均勻溫度場進行了數(shù)值模擬，對時間步長獨立性進行了分析，選取了合理的時間步長，對流動關閉過程中管道的非均勻溫度場進行了研究，得到了管道沿程溫度時變曲線。利用A B A Q U S 軟件建立了管道有限元模型，考慮了材料非線性，通過模