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基于CFD的大型原油储罐非稳态传热数值研究

杜明俊, 张志贵, 徐雪飞, 陈侠, 董长福, 杨健

辽宁石油化工大学学报 2016, 36 (4): 24-28. DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2016.04.006

摘要（495）

PDF （3252KB）（292）

准确预测大型原油储罐温度场,对原油的战略和商业储备具有重要意义。目前,工程上常用经验公式计算储罐的散热量及温降,而储罐内原油温降是一个非稳态传热过程,采用经验公式预测的结果与实际情况相差较大,且经验公式不能给出罐内油品的温降规律,因此经验公式无法指导实际生产。采用数值算法,借助CFD软件对大型原油储罐在自然冷却条件下的温降过程进行数值模拟,得出了不同时刻的原油温度场;分析了保温层厚度、油品温度、储罐液位等参数对原油非稳态传热特性的影响。研究结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。

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基于DPM 的旋风分离器内颗粒轨迹数值模拟

李丹,马贵阳,杜明俊,王海峰

辽宁石油化工大学学报 2011, 31 (2): 36-38. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.02.01

摘要（476）

PDF （498KB）（300）

采用数值模拟的方法研究旋风分离器内固相颗粒的运动轨迹,固相流场采用离散相模型(DPM)。通
过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机
理。结果表明,颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,同时受到入口速度和粒子半径的影响。相同粒径颗粒在不
同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响。模拟结果可为工程实际应用提供一定的
理论指导。

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超稠油管道集肤电伴热效应实验与数值模拟

赵庆福,王岳,杜明俊,付晓东

辽宁石油化工大学学报 2011, 31 (1): 40-42. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.01.011

摘要（391）

PDF （6823KB）（407）

以辽河油田超稠油管道集肤电伴热工艺为理论依据,建立了超稠油管道集肤电伴热效应物理模型和
数学模型,并采用室内实验与数值模拟的方法对集肤伴热效果进行分析。研究结果表明,通过对实验和模拟数据的
对比,采用软件进行仿真计算是可行的,不仅可以直观地显示超稠油管道内温度场的分布情况,还可为超稠油管道
伴热效果的优化和安全停输时间的确定提供了一定的理论依据。

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停输对冷热原油顺序输送混油影响的数值模拟

钱宇,吴明,杜明俊

辽宁石油化工大学学报 2011, 31 (1): 36-39. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2011.01.0010

摘要（404）

PDF （2937KB）（262）

基于顺序输送混油理论,建立冷热原油顺序输送混油控制方程。借助计算流体动力学软件
FLUENT,对顺序输送管道停输前后混油体积分数的分布规律进行数值计算。分析了输送顺序对停输过程混油体
积分数的影响。研究表明:水平管段顺序输送停输后,受惯性力的作用,后续原油继续前行,使混油段增长且随着停
输时间的延长,采用前俄后庆的输送方式比前庆后俄输送混油段长。对于竖直管段,在相同条件下与水平管段相比
混油长度相对较短。采用前俄后庆的输送方式与前庆后俄输送混油长度接近,但前者混油体积分数分布比较均匀。
可为工程实际应用提供一定的理论指导。

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埋地热油管道停输三维非稳态传热过程的数值模拟

许丹, 申龙涉, 杜明俊, 陈忠华

辽宁石油化工大学学报 2010, 30 (4): 47-50. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.04.014

摘要（446）

PDF （702KB）（206）

针对埋地热油管道停输过程进行研究，结合有限差分法和有限容积法建立埋地热油管道正常运行及停输过程的非稳态传热模型，考虑了管道正常运行及停输过程中管内原油粘度，密度，比热，导热系数随温度的变化关系，同时考虑了停输过程原油凝固潜热对温降的影响，地表温度采用周期性边界条件，数值模拟了埋地热油管道运行至第二年3月末停输温降过程。研究表明，随着停输时间的延长，管道沿线各截面处管内原油固化过程各异且土壤温度场变化明显，确定合理停输时间，为管道安全启动提供理论指导。

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LNG球罐分层翻滚汽化过程的数值分析

李霞，马贵阳，杜明俊，陈忠华，苏凯，高雪利

辽宁石油化工大学学报 2010, 30 (4): 42-44. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.04.012

摘要（522）

PDF （455KB）（308）

基于VOF模型和boussinesq假设建立了LNG球罐翻滚过程的控制方程，数值模拟了LNG分层后的翻滚演化过程，并对影响翻滚的因素进行数值分析。研究表明，LNG分层是产生翻滚的根本原因，且随着环境漏热量的相对增大，罐内流体的平均对流速度增加，加速了LNG的翻滚时间。分层区密度差异相对越大，可滞后LNG翻滚时间，但层内自然对流剧烈。一旦发生翻滚将会使下层蒸发率聚增，引起罐内压力瞬间过大，造成严重危害。给出了预防翻滚的几点建议,可为LNG安全存储和优化运营提供理论指导。

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同沟并行管道周围土壤温度场的数值模拟

叶栋文，王岳，杜明俊，付晓东，赵庆福

辽宁石油化工大学学报 2010, 30 (4): 26-29. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.04.008

摘要（398）

PDF （736KB）（163）

针对同沟敷设并行热油管道与成品油管道的能量传递过程进行研究，采用有限差分法建立管道正常运行时的非稳态传热模型。并利用有限容积法对管道沿线不同截面处并行管道周围土壤温度场进行数值计算。以西部管道，鄯善—四堡段为例，地表环境温度采用周期性边界条件，得到了不同季节沿线不同位置土壤温度场的变化规律。研究表明,随着地表温度的周期性变化，冷成品油管道对热油管道周围土壤温度场的影响程度不同，且对远离冷成品油管道一侧的热油管道周围土壤温度场影响较小，随着管道运行时间的增加，冷成品油对热油管道周围土壤温度场的影响逐渐减弱。模拟结果与实际吻合较好，为合理制定检修计划和间歇输送方案及确定安全停输时间提供一定的理论指导。

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水下热油管道停输过程中原油温降规律的数值模拟

杜明俊,马贵阳,苏凯

辽宁石油化工大学学报 2010, 30 (3): 51-54. DOI: 10.3696/j.issn.1672-6952.2010.03.014

摘要（603）

PDF （680KB）（310）

热油管道停输温降规律的研究是确保管线安全启动的首要条件。埋地长输管道沿线地质条件复杂,
常穿越河流、湖泊,导致部分管线水下敷设,由于没有周围土壤的蓄热作用,在停输过程中水下管段的温降往往决定
了整条管线的停输时间。随着海上油气的开采,水下管道安全停输规律的研究显的更为重要。利用FLUENT 软
件,采用“焓—多孔度”技术模拟水下管道停输过程管内原油温降规律并考虑了原油凝固潜热对温降的影响,得出了
不同时刻管内原油凝固区、混合区、液油区的位置。结果表明,管道停输初期管内原油温度整体下降较快,中后期由
于原油凝固释放潜热且凝油层厚度不断增加,热阻增大,大大降低了原油温降速率,模拟结果与实际吻合较好。

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