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石油多采用埋地管道输送。在管道运行的过程中,为了优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺,需要掌握管道运行过程中管内油品温降和其周围温度场变化情况。本文在建立埋地输油管道周围土壤温度场的物理模型基础上,考虑到了管道周围土壤横向和纵向的温度变化情况,建立了土壤温度场三维运算模型,使土壤温度场的模拟更接近实际。主要研究内容包括:对热油管道调研和理论的论述,建立埋地热油管道非稳态时的物理模型,通过Gambit对模型进行网格划分,而后通过Fluent软件模拟管道埋深,管道半径、原油流速对其周围土壤温度场的影响,利用Tecplot软件对模拟数据进行后处理得到温度场分布图,计算出管道沿线的原油温降及管道工作的安全停输时间。通过对计算结果分析表明,这些因素对管内油品温度变化有很大影响,在优化管道建设和制定科学合理的输送工艺方面要充分考虑其影响。在研究埋地输油管道周围土壤温度场同时,还进行了热力管热扩散性能应用性实验研究,利用融雪实验装置,得出了融雪时间及融雪负荷等相关实验数据,这对开展热力熔融系统方面的应用研究有一定的意义。本文完成的主要工作为:(1)采用有限元法,对不同埋深条件下的管道周围土壤温度场进行三维数值计算,结果表明:相同条件下,管道埋地越深,散热量越少,且停输时间越长。(2)数值模拟输送不同温度原油时,管道周围土壤温度场的变化。从计算结果可以看出,油温越高,管道水平方向热力影响范围越大,温降就越快,允许停输时间越大。(3)对不同出站流速进行数值模拟。管道内原油流速越大,热油管道向周围散发的热量也就越少,热油管道内的原油温降也就越低,允许停输时间越长。(4)对热力管热扩散进行实验研究,在不同工况参数下研究对融雪时间的影响,计算出融雪负荷,对研究在积雪条件下埋地管道运行状况有一定指导意义。