Исследование гидродинамики и теплообмена при неизотермическом течении углеводородной вязкой среды в трубопроводе, проложенном в районе многолетнемерзлых грунтов
В процессе исследования проводились расчеты изменений полей скорости, распределений температуры по длине трубопровода; зависимости теплового пограничного слоя от длины трубопровода. Анализировались процессы конвективного теплообмена в условиях развивающегося потока и формирования теплового и динамического пограничных слоев по длине. В результате исследования был произведен сравнительный анализ интегро-дифференциальных и точных методов моделирования динамики и теплообмена при течении углеводородных сред в трубопроводах на начальных участках в режимах вязкостно-инерционного ламинарного и турбулентного течения и теплообмена.
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Краткий обзор проблем исследования гидродинамики и теплообмена при
течении вязких сред в каналах ………………………………………………………………….. 16
1.1 Современное состояние исследований внутренних течений при
транспортировке углеводородных сред……………………………………………. 16
1.2 Понятие о начальном участке течения и теплообмена в трубах…….. 17
1.3 Расчет начального участка в круглой трубе в рамках интегро-
дифференциального метода …………………………………………………………….. 18
1.4 Теплообмен в термическом начальном участке ……………………………. 23
1.5 Основы тепловых расчетов нефтепроводов ………………………………….. 27
2 Объект и данные исследования ……………………………………………………………… 44
3 Построение методики расчета ……………………………………………………………….. 46
4 Результаты работы и их обсуждение ……………………………………………………… 54
5 Социальная ответственность………………………………………………………………….. 62
5.1 Производственная безопасность ………………………………………………….. 63
5.2 Анализ выявленных вредных факторов производственной среды и
обоснование мероприятий по их устранению…………………………………… 64
5.2.1 Полевые работы …………………………………………………………………. 64
5.2.2 Работы в помещении…………………………………………………………… 69
5.3 Анализ выявленных опасных факторов производственной среды и
обоснование мероприятий по их устранению…………………………………… 73
5.3.1 Полевые работы …………………………………………………………………. 73
5.4 Экологическая безопасность………………………………………………………… 77
5.4.1 Анализ воздействия объекта на атмосферу ………………………….. 77
5.4.2 Анализ воздействия объекта на гидросферу ………………………… 78
Исследование гидродинамики и теплообмена при неизотермическом течении
углеводородной вязкой среды в трубопроводе, проложенном в районе
многолетнемерзлых грунтов
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Маношкин Н.С. Лит. Лист Листов
Руковод. Харламов С.Н. 12 104
Консульт. Оглавление
Рук-ль ООП Шадрина А.В. НИ ТПУ гр. 2БМ72
5.4.2 Анализ воздействия объекта на литосферу ………………………….. 79
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………………… 81
5.6 Правовые нормы обеспечения безопасности ………………………………… 83
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 87
6.1 SWOT анализ ………………………………………………………………………………. 88
6.2 Оценка готовности к коммерциализации ……………………………………… 88
6.3 План проекта……………………………………………………………………………….. 91
6.4 Расчет экономического эффекта перекачки с подогревом …………….. 92
6.5 Расчет снижения потребления электроэнергии …………………………….. 95
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 97
Список литературы ………………………………………………………………………………….. 99
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Исследование гидродинамики и теплообмена в трубопроводном
транспорте углеводородных сред является важнейшим в моделировании
процессов течения. Гидравлические режимы трубопроводов вязких нефтей
во многом зависят от тепловых режимов. Тепловые процессы, в свою
очередь, определяются гидравлическим состоянием потока. Таким образом,
важное научное и практическое значение имеют сведения о теплообмене и
течении на начальном участке трубопровода, т.к. в системе магистральных
трубопроводов роль входного участка в общей теплоотдаче велика из-за
специфики формирования процессов переноса импульса и тепла при
взаимодействии потока со стенкой.
В связи со сложной характеристикой течения вязких сред в
трубопроводах в условии вязкостно-инерционных режимах течения,
нестационарных режимах функционирования трубопроводного комплекса,
существенного влияния переменных теплофизических свойств, влияния
внешних сил на локальную структуру течения теплообмена особый интерес в
приложениях имеют методы, позволяющие получить сведения об
интегральных и локальных характеристиках и теплообмене в рамках
некоторых приближенных моделей процесса, для описания которых, наряду
с точными методами, используют, так называемые, полуэмпирические
интегро-дифференциальные подходы.
Представленный в работе метод дает возможность достаточно точно
описать структуру течения и теплообмен в трубопроводе при схематическом
рассмотрении процесса двумя зонами (ядра течения и пограничного слоя)
при условии, что толщина слоя релаксации возмущения тепловых и
динамических величин должна быть известна или рассчитана на основе
1.Васильев А.П. Теплообмен в ламинарном потоке на участке
нестабилизированного течения в круглоцилиндрической трубе / Вестник
Оренбургского государственного университета. – 2002, № 8, стр. 106-110.
2.Васильев А.П. Конвективный теплообмен в ламинарном потоке /
Вестник Оренбургского государственного университета. – 2003, № 3, стр. 97-
101.
3.Рогачев В.А. Влияние конфигурации входа на закономерности
течения и теплообмена в начальном участке круглой трубы / Рогачев. В.А.,
Баранюк А.В., Бурлей В.Д. // Современная наука. – 2010, №2 (4), стр.64-67.
4.ХейфецЛ.И.Определениекоэффициентатеплообмена.
Методическое руководство, 1999. – 19 с.
5.Теплообмен при течении жидкости в трубчатых каналах /
Стерлигов В.А., Сулейманов А.А., Губарев В.Я. и др. // Труды третьей
Российской национальной конференции по теплообмену. – М.: Издательство
МЭИ, 2002. – 304 с.
6.Стерлигов В.А. Тепловой режим при течении жидкости в канале
трубчатой поверхности теплообменника / Труды четвертой Российской
национальной конференции по теплообмену. – М: Издательство МЭИ. –
2006, стр.252-254.
7.Ащиянц Э.П. Определение длины начального участка при
развитии ламинарного течения вязкой несжимаемой жидкости в круглой
цилиндрической трубе // Известия НАН РА и ГИУА. Сер. ТН. – 2007. – Т.60,
N 4. – С. 414-419.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (18 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4.7 (96 отзывов)
0 (13 отзывов)
4.5 (330 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
5 (49 отзывов)
4 (15 отзывов)
