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天然气与石油 NATURAL GAS AND OIL
2016年12月
不同倾角下成品油顺序输送混油数值模拟
何显荣’张引弟’杨建平2伍丽娟 1.长江大学石油工程学院，湖北武汉430100；
2.中国石油辽河油田公司SAGD开发项目管理部，辽宁盘锦124010
摘要：为了能更好地认识管道成品油顺序输送停输时混油段变化特性，应用Fluent软件组分输送模型，对不同领角下的成品油顺序输送停输进行了数值模拟，并对模拟结果和导出数据进行分析。研究结果表明：停输时.重力和油品间的密度差是造成混油投特性变化的主要因素，管道倾角越大，柴油在重力势能高处时产生的自然对流使混油段长度明显增大且所需时间更短，汽油在重力势能高处时，管道倾角的增大对混油段的增加有抑制作用且混油段浓度分层与管道倾角一致。研究结果对减少和预防停输时混油段的产生和增加有一定借鉴作用。
关键词：序输送；停输；不同倾角；混油特性：数值模拟 D0I: 10. 3969 /j. issn. 1006 5539. 2016. 06. 004
0前言
成品油顺序输送过程中由于种种原因会造成管道停输[1-2]】，而输送管道常经过地形复杂有较大落差的地段[3]，一般为减少混油段产生，管道会在紊流状态下运行，其雷诺数一般大于10*[4-3]。而当管道停输时，管道内油品容易出现层流【“]，管道中心区域与管壁附近流速差增加，使混油段增加")，如苏联的古比雪夫一勃克斯克成品油管段，停输几小时的混油量比连续输送216h 形成的混油量还要多1倍】。而在不同倾角和输送顺序下，油品间由于物性参数不同会使混油特性发生怎样变化。在前人研究中，对管道顺序输送模拟大多采用 VOF模型[9-]，此模型多适用于两种不同相态流体存在自由分界面的流动情况模拟，对两种相同相态油品间混油特性的模拟效果并不理想(12)。针对以上间题，本文采用Fluent软件组分输送（SpeciesTransport）模型，建立了成品油顺序输送控制方程，就不同倾角和输送顺序下管道停输对混油段特性进行模拟分析，对管道停输时混油段的控制提供理论指导。
收稿日期：201605-27
模型建立 1
1.1数学模型
管道中混油浓度分布随时间而变化，故对管道紊流计算采用雷诺时均法(（13)，通过Boussineq假设，引人脉动造成的Reynolds应力和质量输送流率。选用物质扩散模型，在考虑重力条件下，建立管道输送与停输的时
均控制方程组求得。 1.1.1连续性方程 +
at
ax
=0
1.1.2Reynolds方程
a(pu,)+ at
a(pu,u,) ax
(1)
+[n(+2) ]] (2)
= pg.
ax
1.1.3质量输送方程 +
a(pu,c)
at
ax
Cax;
ax.
a
基金项目：中国石油科技创新基金（2015D-5006-0603）：长江青年科技创新团队基金（2015cqt01）
作者简介：何显荣（1992-），男，湖北荆州人，硕士研究生，主要从事多相输送及流体传质传热。万方数据
alpe)-pue
(3)