Свободная конвекция жидкости и теплообмен в окрестности трудопровода

• Автор: Федорова, Антонина Анатольевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 c. : ил

В ВЕ ДЕ НИ Е
Основные обозначения
I. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1. Обзор исследований стационарных тепловых режимов трубопроводов
1.2. Обзор аналитических исследований нестационарных тепловых режимов трубопроводов
1.3. Обзор численных исследований нестационарных тепловых режимов трубопроводов
2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛШЙЕНОСА В ОКРЕСТНОСТИ ТРУБОПРОВОДА С УЧЕТОМ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ
2.1. Основные предположения
2.2. Уравнения теплопереноса в грунте
2.3. Начальные и краевые условия задачи
2.Л. Упрощение уравнений теплообмена в окрестности трубопровода с учетом свободной конвекции и переход к безразмерным переменным
3. МЕТОД РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА В ОКРЕСТНОСТИ ТРУБОПРОВОДА
С УЧЕТОМ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ ПРИ МАЛЫХ ЧИСЛАХ РЭЛЕЯ
3.1. Разложение по малому параметру - числу Рэлея
3.2. Переход к биполярным координатам
3.3. Стационарное решение в нулевом приближении
4. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ СТАЦИОНАРНОЙ ЗАДАЧИ О ТЕПЛООБМЕНЕ В ОКРЕСТНОСТИ ТРУБОПРОВОДА О УЧЕТОМ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ
АЛ. Представление точной системы уравнений в конечноразностном виде и выбор схемы счета

А.2. Представление приближенных уравнений в конечно-разностном виде и выбор схемы счета
А.З. Анализ полученных результатов при граничных условиях 1-го и 3-го рода с проницаемой поверхностью грунта и сравнение решения задачи без учета свободной конвекции с точным и приближенным решениями с учетом свободной конвекции
А.А. Анализ полученных результатов при граничных условиях 1-го рода и 3-го рода с непроницаемой поверхностью грунта и сравнение решения задачи без учета свободной конвекции с точным и приближенным решениями с
учетом свободной конвекции
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ '

Диссертационная работа посвящена исследованию теплообмена в окрестности трубопровода с учетом свободной конвекции грунтовой жидкости.
"Основными направлениями экономического и социального развития ССОР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" предусматривается ускоренное развитие трубопроводного транспорта, особенно для транспортировки нефтепродуктов, нефти и газа [1]. Поэтому перед транспортными организациями стоят задачи дальнейшего совершенствования методов перекачки, а также повышения надежности эксплуатации магистральных трубопроводов. Решение этих задач требует тщательного подхода к методам расчета, и в первую очередь расчета теплового взаимодействия трубопроводов с окружающей средой. Без достаточно полного представления о тепловых процессах нельзя повысить надежность, обоснованно выбрать технологию строительства и оптимальные режимы эксплуатации трубопроводов.
На современном этапе развития трубопроводного транспорта тенденции в изменениях технологии транспорта нефти и газа, конструкциях трубопроводов, географии их размещения, повышении технико-экономической значимости трубопроводных систем указывают, что роль проблемы повышения точности тепловых расчетов в обеспечении высокой эффективности и надежности нефтегазоснабжения продолжает возрастать.
Влияние температурных условий на технико-экономические показатели трубопроводных систем особенно проявляется при транспорте высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов. Это обусловлено тем, что реологические характеристики высоковязких нефтей экспоненциально возрастают с увеличением температуры. В связи с
е-~і

ск^о~соууЗ ЭРХ_ Яа.( с-/) с дсС~ Ц cUc-cosfi )]
при оі=оі0> 0^%)

'др и ЭР
при р=0)р=Я') 0зсС^с>со;
~^=0 при р = 0,р = х;

(3.43)
(3.44)
(3.45)
(3.46)
Тепловые потери с единицы поверхности трубопровода в грунт
- сАсАо- созр дб
у с ' э^
(3.47)

Средние по поверхности тепловые потери от трубопровода в
грунт:

(3.48)
Система уравнений (3.29) - (3.32) с начальными и граничными условиями (3.33) - (3.46) после разложения зависимых переменных в степенные ряды по Я а. имеет вид:
распределение температуры нулевого порядка
30о _ (скоі- С05ДІ + д2'9о ] .
дт доі2- др2-)1
(3.49)
Начальные и граничные условия:
9о~0 при ■ (3.50)
I) 0о= &' при оС-0'} О^р^Я - граничное условие (3.51)
1-го рода;