油品输送顺序对沿程混油量的影响.pdf

《油品输送顺序对沿程混油量的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北京石油化工学院学报第21卷第2期Vo1．21NO．2JournalofBeijingInstituteof2013年6月Jun．2013Petro—chemicalTechnology油品输送顺序对沿程混油量的影响马跃，王岳，史俊杰，杜义朋，孙宪航(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺l13001)摘要：对顺序输送汽油前行柴油后行和柴油前行汽油后行的切换输送过程进行模拟分析，借助CFD仿真软件建立油品交替输送的三维流动传质耦合模型。模拟结果表明：2种输送工况的横向混油截面变化趋势均是以初期的弓形前锋曲面和随后逐渐变尖的锥形

2、曲面向前行油品延伸；汽油前行的纵向混油截面变化，后行柴油是以逐渐变尖的楔形前锋曲面从管道底部嵌入汽油；柴油前行的纵向混油截面变化，后行汽油是以逐渐变尖的楔形前锋曲面从管道顶部嵌入柴油；黏度大的作为前行油品，边界层区域雷诺数小。管壁附近形成的混油层厚，侧面、顶面和底面边界层区域的混油量均是前行柴油后行汽油的输送方式混油量较大。关键词：汽油；柴油；混油量；边界层区域；嵌人中图分类号：TE832文献标志码：A现今对顺序输送过程中混油浓度及混油量初期的混油规律作为整个输送过程中恒定混油的研究很多，主要集中在理论分析计算方规律，显然这种研究方

3、法存在一定缺陷。面n]，计算结果多数是根据扩散理论推导而来针对沿程混油量的影响问题，建立一个较或是基于实测数据总结得出，由于影响混油的长的三维管道模型，用捕捉沿程混油段的方法因素很多，如初始混油、停输混油、意外混油和来避免把初始混油规律作为管线恒定混油规律沿程混油等，且每当混油发生时都受流速、管的弊端，利用数值模拟的方式来求解分析复杂径、沿线落差、油品温差、密度和黏度的重要影的沿程混油问题。响而导致混油情况存在巨大差异[3]。因此造1模型建立成混油界面在管道内的运动变得十分复杂，使得一些混油量计算公式的应用具有很大的局限1．1物理模

4、型性，往往理论混油量计算值与实测值之间存在以0号柴油和93号汽油作为输送对象进较大误差。数值模拟计算作为一种新兴的仿真行研究，借助CFD模拟仿真软件研究建立油品计算方法，因其具备对复杂流动传热传质和边顺序输送的三维管道模型(见图1)，管内区域界条件进行分析和求解的能力，近年来已成为采用结构化六面体网格进行单元划分，贴近管一种广泛应用于研究复杂问题的有效计算方壁处的边界层区域细化网格图(见图2)。分别法。赵会军、张青松等【。采用PHOENICS软模拟常温下汽油前行柴油后行和柴油前行汽油件对成品油管道顺序输送混油浓度进行了大量后行切换输

5、送时的混油情况，以此来分析研究的研究工作，然而，其模拟计算混油规律时主要油品输送次序对沿程混油量的影响。是集中于初期切换混油(初始混油)的研究，所建立管道模型普遍较短(不超过20m)，通常把收稿日期：20120327基金项目：辽宁省自然科学基金资助项目(20082186)作者简介：马跃(1986)，男，硕士生，Email：mayuel98610010317@163．corn。图1油品顺序输送的三维几何模型第2期马跃等．油品输送顺序对沿程混油量的影响分析35式中，G为平均速度梯度引起的湍动能是的产生项；G。为浮力引起的湍动能忌的产生项

6、；YM可压缩湍流脉动膨胀对总的耗散率的影响；S和S分别为是方程和e方程的源项；为液体内应力张量，Pa；F为体积力，N；g为重力加速度，m／s；／l为流体的动力黏度，Pa·S；为湍流黏度，Pa·S；和“，为时均速度，m／s；忌为图2管道人口局部边界层放大图湍流动能，J；CC：、C。为经验常数，分别取1．2数学模型1．44，1．92和0．09；、分别为湍动能和湍动成品油顺序输送过程中，湍流状态下运行一耗散率对应的普朗特数，分别取值1．0和l_3；定程度上会减小混油量，采用湍流￡双方程模P为湍动普朗特数，取值0．85；g为重力加型模拟成品

7、油管道顺序输送过程中混油浓度的速度在i方向上的分量，m／s；口为热膨胀系变化。顺序输送时油品密度差、黏度差是混油形数；Mt为湍动马赫数。成的重要因素，因此重力项在动量方程中的引入1．3初始条件和边界条件对混油浓度的分布有着重要影响。输送过程为对于汽油前行柴油后行与柴油前行汽油后等温输送，所以无需引入能量方程。混油控制方行2种工况均选择多相流(vof)模型进行计算，程包括连续性方程、动量方程、湍流脉动动能方模型人口设置速度入口(velocity)边界条件，出程(忌方程)及湍流动能耗散方程(e方程)。口设置自由出流(outflow)边界

8、条件。为使混油质量守恒方程：界面更清晰，需要在计算时先设置入口处后行油品的体积分数为0，前行油品在管道中运行一段誓__=4-：q·‘vV乏q=：=时间后，再将后行油品的体积分数变为1，以此来实现2种油品交替输送的过程。+如一mqp1．