低温重油管输温度模拟与管壁-重油界面温升特性分析

鲍永杰; 刘欣怡; 马宇薪; 孙建锐; 王金龙

doi:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2025.04.012

大连海事大学学报 ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (04) : 123 -132. DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2025.04.012

低温重油管输温度模拟与管壁-重油界面温升特性分析

鲍永杰, 刘欣怡, 马宇薪, 孙建锐, 王金龙

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摘要

深海高黏度重油加热降黏是提高其采收率的关键。以管路传输过程中的重油加热为研究对象，采用数值模拟方法建立高黏度重油在加热管道内的温度场模型，分析加热传输距离、管径、管道加热温度及流速等因素对管壁-重油界面区域（y/D<0.1）重油温度的影响规律。研究结果表明：当管道加热温度为80℃时，重油传输过程中界面区域温升最为显著；管径增大使界面处重油温度随受热表面积增加而升高；当重油雷诺数超过2300时，流体由层流向湍流转变，出现温升拐点（D≥151.66 mm）,进一步强化了界面处重油与高温管道的对流换热；在给定工况下，管道加热温度提升至140℃时，有效传热系数由63.14 W/（m²·℃）增至134.24 W/（m²·℃）,增幅达52.96%,界面对流换热效应显著增强。