渗流对海底管道非稳态传热影响数值研究.pdf

第40卷第2期 当 代 化 工 VO]．40．N0．2 2011年 2月 ContemporaryChemicalIndustry February，2011 渗流对海底管道非稳态传热影响的数值研究 邰忠英，申龙涉，杜明俊，张春生，许 丹 (辽宁石油化工大学石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001) 摘 要： 基于多孔介质传热理论，建立海底土壤水热耦合控制方程。分析了海水温度和渗流速度对热油 管道非稳态传热规律的影响，研究表明：海水渗流速度相对越大，管道周围土壤温度场在渗流方向的热作用半 径越长，垂直渗流方向的热作用半径越短，且随着渗流速度的增大，整个土壤区域平均温度升高，土壤温度场 达到稳定所用时间降低。在其他条件不变的情况下，海水温度越高，渗流方向热作用半径越小，垂直于渗流方 向的热作用半径越大。模拟结果与相关文献吻合较好 ，可为工程实际应用提供一定的理论指导。 关 键 词：渗流；海底管道；非稳态传热；数值模拟 中图分类号： TE832 文献标识码 ： A 文章编号： 1671—0460(2011)02—0168—03 NumericalStudyonInfluenceofSeepageFlow onUnsteady HeatTransferintheSubmarinePipeline TAIZhong-ying，SHENGLong—she，DUMing-jun，ZHANGChun—sheng，XVDan (AcademyofPetrolandNaturalGasEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China) Abstract：Basedonthetheoryofporousmediaheattransfer．submarinesoilmoisture．heatcouplingequationwas established．Influencesofseawatertemperatureandseepageflow rateonunsteadyheattransferinthehotoilpipeline wereanalyzed．Theresultsshow that：therelativelygreatertheseewaterseepageflow rateis，thelongertheradiusof thethermaleffectintheseepageflow directionofsoi1temperaturefieldaroundthepipeline．theshortertheradiusof therma1effectin vegicaldirection to theseepage flow direction．and wich the flow velocity increases，average temperaturethroughoutthesoilregionincreases．thetimethatthesoiltemperaturereachestostablestatedecreases． Keywords：Seepageflow；Submarinepipeline；Unsteadyheattransfer；Numericalsutdy 随着海上油气资源的不断开采，海底管道作为 为海底管道安全运行管理提供理论依据。 一 种相对高效、安全 、稳定的输送工具必将更大规 1 模型的建立 模的设计施工并使用。原油在管输过程中需加热降 1．1 物理模型 粘，以求节约输送成本。然而热油管道在输送过程 中不可避免的会遇到地质灾害、间歇输送、管线检 海水由海底底流深人淤泥层，计算区域物理模