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直埋输油管道泄漏扩散数值模拟研究

发布时间:2018-03-26 09:02

  本文选题:管道泄漏 切入点:数值模拟 出处:《首都经济贸易大学》2017年硕士论文


【摘要】:石油属于易燃易爆的高危险性流体,其运输安全极为重要,一旦发生泄漏事故不仅会给管道公司带来财产损失,还会给沿线居民的生命和财产安全带来巨大威胁。因此,研究直埋输油管道泄漏扩散规律具有一定的理论与实际价值。本文对埋地输油管道泄漏规律进行了理论与数值模拟研究。采用SolidWoreks软件建立不同泄漏孔位置模型,通过ICEM CFD实现网格划分,将其输入Fluent16.0软件中,建立了直埋输油管道泄漏扩散计算模型。采用VOF模型,再现了原油在多孔介质中泄漏的过程,从而获得了不同泄漏孔位置、不同泄漏速率等条件下埋地输油管道泄漏扩散的规律。本文通过研究获得以下结论:泄漏位置主要影响原油扩散形状,但是对原油扩散面积的影响并不明显。当泄漏口位于管壁正上方时,原油浓度分布由拱状变为倒苹果状,最后呈倒U形;泄漏口位于管壁侧方时,原油浓度分布由月牙状变为腰果状,最后呈椭圆状;当泄漏口位于管壁正下方时,原油浓度分布由船状变化为苹果状,最后近似椭圆状。泄漏速率对原油在多孔介质中的扩散形状影响没有泄漏位置明显,但对原油在管道轴向扩散宽度及径向扩散深度影响较大,泄漏速率越大,原油在轴向扩散宽度及径向扩散深度就越大。泄漏速度为2m/s,当泄漏发生到1400S时,扩散到输油管道的原油已完全汇聚在一起,随后泄漏速度为1.5m/s时输油管道正下方的原油也完全汇聚,泄漏速率为1m/s时,当泄漏发生到3600s时,扩散到输油管道的原油才完全汇聚在一起。泄漏口速度0.5m/s时,由于在计算域内原油泄漏量太小,到计算结束时原油还未完全汇聚。
[Abstract]:Oil belongs to flammable and explosive dangerous fluid, and its transportation safety is extremely important. In case of leakage accident, it will not only bring property loss to pipeline companies, but also bring great threat to the lives and property safety of residents along the route. It is of certain theoretical and practical value to study the leakage and diffusion law of buried oil pipeline. In this paper, the leakage law of buried oil pipeline is studied theoretically and numerically. Different leak hole location models are established by using SolidWoreks software. The calculation model of leakage and diffusion of direct-buried oil pipeline is established by using ICEM CFD to realize grid division and input into Fluent16.0 software. Using VOF model, the leakage process of crude oil in porous media is reproduced, and different leak hole locations are obtained. The leakage and diffusion of buried oil pipeline under different leakage rates are studied in this paper. The following conclusions are obtained in this paper: the location of leakage mainly affects the shape of oil diffusion. However, the effect on the diffusion area of crude oil is not obvious. When the leakage port is directly above the pipe wall, the oil concentration distribution changes from arch to inverted apple, and the leak is located on the side of the pipe wall. The distribution of crude oil concentration changed from crescent to cashew shape, and finally was ellipsoid. When the leak was located directly below the tube wall, the distribution of crude oil concentration changed from ship to apple. Finally, approximate ellipsoid. The leakage rate has no obvious effect on the diffusion shape of crude oil in porous media, but has a greater effect on the axial diffusion width and radial diffusion depth of crude oil in the pipeline, and the larger the leakage rate, the greater the leakage rate. The greater the width of axial diffusion and the depth of radial diffusion of crude oil, the greater the leakage velocity is 2 m / s, and when the leak occurs to 1400S, the crude oil diffused to the pipeline has completely converged. Then when the leakage rate is 1.5m/s, the crude oil directly below the pipeline also converges completely. When the leakage rate is 1m/s, when the leak occurs to 3600s, the crude oil diffused to the pipeline will converge completely. When the leak velocity is 0.5m/s, Due to the small amount of oil leakage in the computational domain, the crude oil has not completely converged by the end of the calculation.
【学位授予单位】:首都经济贸易大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE832

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本文编号:1667223

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