保溫原油實驗環道溫度場計算及分析

宮 克，孫東旭，胡志勇，吳 明

（1. 遼寧石油化工大學 石油天然氣工程學院，遼寧 撫順113001；2. 中國石油大學（華東）儲運與建筑工程學院，山東 青島266515）

在原油管道運輸中，蠟沉積現象普遍存在，蠟沉積導致了管道的橫截面積變小，增大了輸送阻力，甚至引起管道阻塞，給管道安全運行帶來隱患。輸油管道管壁與原油之間的溫差是導致結蠟的主要因素之一，因此確定管道內的溫度場分布對研究原油中的蠟沉積規律十分重要。

在過去的幾十年里，科研人員在室內環道蠟沉積實驗和環道溫度場計算方面做了大量研究[1-3]。F.S.Ribeiro 等[4]提出了蠟沉積層厚度與軸向位置和時間的函數關系，預測了壓力、流量等參數隨蠟沉積量增長的變化規律；K.M.Agrawal 等[5]研究了原油在水平管內流動條件下，在不同流速和冷表面溫差下的蠟沉積速率，建立了一個將流速、溫度差與平衡沉積相關聯的數學方程，研究結果表明，蠟沉積量隨時間逐漸增加，并達到最終的波動值；A.Hamouda 等[6]基于數值傳熱計算、分子擴散、速率和油的流變特性，建立了管道內壓力和溫度分布規律計算模型；張足斌[7]建立了原油輸送管道的數學模型，并結合室內環道實驗，研究了無結蠟與有結蠟兩種不同情況下的管道的溫度場分布，沿管道軸向方向上管壁處的溫度梯度變化，以及結蠟層內表面溫度梯度的變化；張丙航等[8]根據能量方程建立了無量綱溫度分布方程，利用貝賽爾函數推導出原油在層流狀態下沉積層表面溫度分布、沉積層熱流密度、油流溫度分布等溫度場的計算公式，研究了管道內部的溫度場分布。……