打孔盗油支管对输送成品油管内压力分布的影响

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1、第12卷第8期2012年3月科学技术与工程Vol.12No.8Mar．20121671—1815(2012)08-1906-03ScienceTechnologyandEngineering2012Sci.Tech.Engrg.打孔盗油支管对输送成品油管内压力分布的影响孙天宇(中国航空油料集团华东公司虹桥油库，上海200335)摘要分析打孔盗油支管的成品油输送管道泄漏过程。建立带有打孔盗油支管的成品油输送管道物理模型。通过简化该物理模型建立了带有打孔盗油支管的成品油输送管道的三维压力场数学模型。利用Fluent软件模拟管道出口和支管的出流量比对带有打孔盗油支管的管道的压

2、力场影响，确定其压力场特征，得到了带有打孔盗油支管的管道的压差二次曲线方程。关键词打孔盗油支管CFD模拟成品油管道压力场中图法分类号TE863;文献标志码A目前，随着国家经济的迅猛发展及石油需求量研究了适用于油品泄漏过程不同阶段的理论分析［2］的日益增长，我国成品油管道建设正处于一个快速模型。刘广文等利用经典力学的基本理论对油发展的时期。中国石化系统已建成的管道有西南滴的运动过程和受力情况进行分析，建立了计算成［3］成品油管道、珠江三角洲管道、鲁皖管道等多条成品油管道小孔泄漏喷射高度的数学模型。吴国品油管道。2010年，中国已经建成的成品油管道长忠等对地下盗油管道和埋地输

3、油管道泄漏的温度度达到1.8万千米。由于绝大部分油气管道输送的场进行研究，利用CFD计算软件进行了温度场模拟［4—6］都是易燃易爆产品，生产输送过程中存在很大风运算，客观地分析比较了模拟结果和试验结果。险。因此，随着我国油气输送管道数量的急剧增本文针对打孔盗油支管对输送成品油管道的加，输送管道安全问题更加引起社会的关注。近几内部压力场的分布规律的影响进行数值模拟研究。年来，我国输油管道频繁发生管道打孔盗油、盗气对有打孔支管的管道泄漏过程进行传热分析，建立案件，案件的数量逐年上升。近年以来，管线遭打有打孔支管的管道压力场模型并进行分析研究，利孔盗油、盗气案造成巨大的经济损失

4、，严重影响油用CFD计算处理软件分析打孔盗油支管对输送成田正常生产秩序，给国家财产造成了巨大的损失。品油管道内部压力场分布情况，为今后打孔盗油支为了确保成品油管道的运行安全，国内油气管管检测研究提供可靠依据。道管理公司已着手考虑建立成品油管道的风险管1模型建立理系统。然而，在建立成品油管道风险评价体系2.1物理模型时，必须首先搞清楚成品油管道的输送特性及规打孔盗油支管的管道从长输油管道上打孔直律。国内诸多学者对此进行了研究。朱江等对中［1］接焊接一个打孔支管，打完孔、盗油装置安装完成国成品油管道现状及发展进行了研究。李大全后，盗油者通过调节支管上的控制阀控制盗油量。等对成

5、品油管道泄漏扩散过程进行了研究，建立并根据结构建立物理模型，考虑到输油管道的实际运2011年12月16日收到黑龙江省教育厅项目(11551009)资助行状况，建立了输油管道的物理模型(见图1)。作者简介:孙天宇(1987—)，助理工程师，研究方向:自控系统数据2.2建立数学模型采集与信息监控。E-mail:wys-me@163.com。由于长输成品油管道输油速度较大且管径较粗，导致雷诺数较大，因此管内流体流动一般属于8期孙天宇:打孔盗油支管对输送成品油管内压力分布的影响1907图1打孔盗油支管结构示意湍流状态。任何流动问题都满足质量守恒定律，该流体流动中也满足动量守恒方程

6、。不考虑管道连图2带盗油支管的管道不同出流比的压力场分布接处局部流体扰动问题和传热问题，假定流体密度(a)无支管;(b)出流比1∶0;(c)出流比9∶1为常数，流体为不可压流动。该模型中流体的控制微分方程［式(1)、式(2)］如下:uvw++=0(1)xyz(ρlu)(ρluu)(ρluv)(ρluw)+++=txyzuuup(μ)+(μ)+(μ)－+Su(2a)xxyyzzx(ρlv)(ρlvu)(ρlvv)(ρlvw)+++=txyz图3带盗油支管的管道不同出流比的压力场分布vvvp

7、(μ)+(μ)+(μ)－+Sv(2b)(d)出流比8∶2;(e)出流比7∶3;(f)出流比6∶4xxyyzzy(ρlw)(ρlwu)(ρlwv)(ρlww)由图2可以看出，无盗油支管的管道压力场呈+++=txyz均匀梯度分布。同时由图2中(a)、(b)、(c)和图3wwwp中(d)、(e)、(f)可以看出，随着管道出口和支管的(μ)+(μ)+(μ)－+Sw(2c)xxyyzzy出流比的减小，主管道中压力场呈梯度分布，压力式(2)中:u、v和w分别是速度矢量在x、y和z方