架空输运管线启动时,流动介质能否在许可的温度范围内流过规定的距离,或输运管线因某种情况停输后重新启动,介质能否在指定的温度到达下一站,是否可以减少介质预热时间,能否直接投入原油输送介质;化工厂中的设备开工时,其管线内介质在什么情况下能够打通全部流程,使生产顺利进行,并提高化工装备开车的安全性;此类问题都应确定管道启输过程介质温度随时间的变化关系,或流动介质温度随输送距离的变化关系。埋地输油管道启动时,由于周围土壤温度场一般较低,因此,如果直接投入热油,则油品沿线损失必然很大,温降很快,会导致沿程摩阻损失急剧升高而被迫停输,甚至会使油管被“冻结”。为了避免这种情况发生,在生产中,除了对某些短管采用热油直接启输外,对于绝大多数长输热油管道,通常都是首先用某种高热容、低粘度的介质(如水)预热管道,待其周围土壤新的温度场建立、预热介质进站温度提高后,再适时地投入热油以进行正常输送。因此,在热油管道启输过程中,掌握管道周围土壤温度场和介质温度随时间的变化,对于合理确定投油时间有重要的实际意义。本文的主要研究内容包括建立架空管道和埋地管道启输时的物理模型和数学模型;对架空管道和埋地管道启输过程进行传热分析与数值模拟;设计实验方案,建立实验装置;将实验结果与数值计算结果进行对比,修正数学模型和算法,提高计算精度; 将模拟结果进行归纳总结,得出启输过程传热规律,分析了启输过程的影响因素。