含蜡原油管道热质耦合唯象系数研究.pdf

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1、第44卷第3期当代化工Vo1．44．NO．32015年3月ContemporaryChemicalIndustryMarch．2015含蜡原油管道热质耦合唯象系数研究赵妍，成庆林，丁宁，衣犀，孙巍(东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆163318)摘要：基于不可逆热力学的基本原理，根据管输原油的熵产率方程选择合适的“流”与“力”，并利用居里原理确定可以耦合的“流”与“力”，建立热质耦合的唯象方程组，结合实际物理过程确定各唯象系数的表达式并研究其变化规律。研究成果为建立基于不可逆热力学的蜡沉积模型，进而深入研究原油管道蜡沉积规律提供

2、理论基础。关键词：含蜡原油管道；不可逆热力学；熵产率；唯象系数中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)03—0513—03ResearchonPhenomenologicalCoeficientofHeatandMassCouplinginWaxyCrudeOilPipelineZHA0Yan，CHENGQing—lin，DINGNing，YIX{，SUNWei(KeyLabofMinistryofEducationforEnhancingtheOi1andGasRecoveryRatio．NortheastPe

3、troleumUniversityHeilongjiangDaqing163318，China)Abstract：Basedonthebasicprinciplesofirreversiblethermodynamics．appropriate”flow”and”power”wereselectedbyusingtheentropyproductionrateequationsofpipelinetransportationcrudeoil，andaccordingtotheCurieprinciple，the”flow”and”power”whi

4、chcanbecoupledweredetermined，thephenomenologicalequationsetofheatandmasscouplingwasestablished．Theexpressionofeachphenomenologicalcoeficientwasdeterminedandthechangerulewasstudiedcombinedwiththeactualphysicalprocess．Theresearchresultsobtainedcanprovidethetheoryinstructionforth

5、eestablishmentofwaxdepositionmodelbasedonirreversiblethermodynamicsandfurtherstudyofwaxdepositionincrudeoilpipeline．Keywords：Waxycrudeoilpipeline；Irreversiblethermodynamics；Entropyproductionrate；Phenomenologicalcoeficient我国生产的原油大多为含蜡原油，加热输送是1唯象方程组含蜡原油的主要输送方式。原油输送时，在低温下蜡晶的析出会阻塞

6、输送管道，从而严重影响原油的含蜡原油管道蜡沉积过程是一个复杂的、非平输送和生产。含蜡原油管道输送是在热和质的广义衡态的、不可逆的热力学过程。根据实际特点，为了研究方便，将整个系统简化为由液相和凝胶两相热力学“力”驱动下产生热力学“流”的过程，其实质是传热和传质同时存在的耦合驱动不可逆过组成，固态蜡晶的析出导致了凝胶层的形成，现做出如下假设⋯：程。本文将不可逆热力学应用于含蜡原油管输过程，旨在对热油管道内部传热传质过程做进一步的分(1)凝胶层由液相和固相构成；(2)宏观上是均匀、各相同性的连续介质，且各相处于局域的析，依据已得到的熵产率方程选择合适的

7、“流”与“力”，并利用居里原理确定可以耦合的“流”与热力学平衡状态；(3)忽略剪切弥散与布朗运动、“力”，建立热质耦合的唯象方程组，并将唯象系数忽略管输过程的重力、忽略轴向导热；(4)无化学反应。作为含蜡原油管输过程的作用强度的指标，确定各唯象系数的表达式并研究其变化规律。研究成果为根据非平衡热力学理论，系统的熵产率可以写建立基于不可逆热力学的蜡沉积模型，进而深入研作不可逆过程的广义流和相应的广义力的乘究原油管道蜡沉积规律提供理论基础。积之和：基金项目：国家自然科学基金项目，项目号：51174042；黑龙江省省院科技合作项目，项目号：HZ20120

8、5。收稿日期：2014-09—26作者简介：赵妍(1990一)，女，黑龙江大庆人，在读硕士，研究方向：油气长距离管输技术。