埋地管道氣密性試驗過程溫度場的數值模擬和試驗研究.pdf

1、天然氣的主要輸運方式是埋地管道運輸，而埋地管道在投產前需要進行氣密性試驗，通過測量初始和結束時刻的管內介質溫度，代入修正壓力降的計算公式計算修正壓力降。然而，埋地管道氣密性試驗過程的管內介質溫度難以準確測量，計算修正壓力降時常用管道外壁的溫度代替管內介質溫度，嚴重影響氣密性試驗結論的可靠性，使燃氣管道在運行過程中產生很大的安全隱患。
　　針對這一問題，論文采用數值模擬的方法對埋地管道氣密性試驗過程的溫度場進行數值模擬，根據數值模擬

2、的結果得到埋地管道氣密性試驗過程溫度場達到穩(wěn)定所需的時間以及溫度場達到穩(wěn)定后管內與管道外壁的溫度關系式，并通過實驗測量驗證數值模擬的結果。論文的主要研究成果如下:
　　(1)分別建立了埋地管道的純導熱數值計算模型和熱濕遷移數值計算模型，運用有限差分法對能量守恒方程與濕分質量守恒方程進行離散求解，得到了埋地管道周邊土壤的溫度和濕度分布規(guī)律。
　　(2)采用純導熱模型和熱濕遷移模型，計算了不同試驗溫度和土壤初始含濕量條件下管道周

3、邊的土壤溫度場，發(fā)現兩種模型計算的結果基本一致，即在埋地管道氣密性試驗工況下，熱濕遷移對埋地管道傳熱的影響可以忽略不計。
　　(3)簡化了埋地管道周邊的溫度邊界條件，建立了埋地管道傳熱模擬的二維對稱矩形模型，得到了氣密性試驗過程中管內和管外溫度場分布規(guī)律，并計算了管內外溫度場達到穩(wěn)定所需的時間。
　　(4)模擬了不同材料和尺寸的埋地管道在氣密性試驗過程中的溫度場分布，分析了防腐層材料、管徑、壁厚等因素對埋地管道溫度場分布的影