储油罐温度分布模拟研究.pdf

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1、第23卷第1期广东石油化工学院学报v01．23No．12013年2月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyFeb．20l3储油罐温度分布模拟研究施雯，邱源海(1．广东石油化工学院化工与环境工程学院，广东茂名525000；2．广东珠海金湾液化天然气有限公司，广东珠海519015)摘要：在石油储运过程中，石油中一部分较轻的组分常常逸人大气，发生油气蒸发损耗，造成损失。为了有效减少油罐内轻质油品的蒸发损耗，应严格控制油品温度及其变化。通过对油罐的几何特性的分析，在求解边界条件时充分考虑大气温度变化、油品初始温度以及油罐顶部对流条件等

2、诸多影响因素的基础上，建立了轻油温度场三维非稳态热传导模型，并使用ANSYS有限元软件求解了该数学模型和对油罐内轻油温度场进行了模拟计算。以广东茂名地区某一油罐为例，设定每个季度为一个周期，模拟了该油罐一年内的轻油温度场，可以求解出在运行周期内某时刻轻油温度场的温度分布，也可以求解出油罐内任意点在整个运行周期中的温度变化情况。关键词：轻油温度场；蒸发损耗；有限元；ANSYS软件包中圈分类号：TE821文献标识码：A文章编号：2095—2562(20l3)Ol一0O5O一031储油罐轻油温度场数学模型的建立通过分析油罐的几何特性，进行合理的简化和假设，建立了油罐内．y轻油温度场数学模型，示意图见

3、图1。该数学模型为无内热源的三维问题，模型建立如下。油品：未[．=I，]+[A，]+[]=警(r>o)(1)边界条件：图1温度场模型①=0，=o；②y-0’=o；③z_0，(2)X：R或z=R或o

4、化的罐顶平均温度，℃；A为罐顶油品温度波的振幅，℃；T为温度波的周期，s。2轻油罐内油品温度场的计算ANSYS有限元软件包提供了强大的前、后处理功能。采用ANSYSI2．0建立模型几何形状，确立初始收稿日期：2012—09—05；修回日期：2012—11—17作者简介：施雯(1983_)，女，满族，辽宁省本溪市人，讲师，硕士，研究方向：从事油气储运工程专业教学与研究工作。52广东石油化工学院学报2013矩的温度值大幅度上升，最外层油温达到最大值53'E，油层间的温差有所增加。这是因为此时正值当日最高温，油品不断吸热，各油层间的热交换强度大。18：00温度分布：各油层的温度值有所下降，外层高温层

5、温度下降幅度较大，内层温度层温度下降幅度较小，油层间的温差有所减小。此时正值日落，外界温度大幅度下降，油品开始向外界放热。外层油品的传热强度较大，各油层间的热交换强度较小。NOD^LSOLU1I10NN0DALS0L盯nOmP=-IP=ISUB=l4SUB=l8啊ME=I41=1ME=181"EMP(^VG)TEMP『AVG】RSYS．-ORSY,er=OSMN=3l舶SM1~=31．974SMX=53SMX=44．0153232．66733．3333434．667319836651413224599350．664boy32．3333333·66734-33335Im34-31538．9864

6、3·65848-32953图6夏季14：0o温度分布云图图7夏季18：0o温度分布云图4结论利用ANSYS~有限元分析软件可以对储油罐内油品的温度场进行准确的模拟，利用丰富的彩色云图可以形象直观地实现从三维图上表现油品温度变化情况，为深入研究如何消除和控制蒸发损耗问题提供了理论依据和分析方法。[参考文献][1]李少朋，刘俊伸，韩海仓，等．ANSYS软件在化工管道保温中的应用[J]．辽宁化工，2010，39(4)：438—440．[2]施雯，吴明，李高萍，等．用有限元法计算罐车内轻油温度场[J]．油气储运，2009，28(2)：31—33．【3]曹先慧，马贵阳，于丽丽，等．基于ANSYSY软件的

7、热油管路保温数值模拟[J]．当代化工，2012，41(2)：181—184．[4]王泽鹏，张秀辉，胡仁喜，等．ANSYS12．0热力学有限元分析从入门到精通[M]．北京：机械工业出版社，2010：112—129[5]张朝辉，李树奎．ANSYSI1．0有限元分析理论与工程应用[M]．北京：电子工业出版社，2008：220—245．TheSimulationStudyofOilTankTemoerat