非等温长输管线稳态泄漏计算模型

为了客观准确地计算燃气管道泄漏时的泄漏率、泄漏孔口内外温度和压力分布,通过对长输管线微元段燃气压缩因子、摩擦系数、泄漏系数、压力修正系数以及温度修正系数的分析讨论,结合现有泄漏模型,建立了非等温条件下的稳态管道泄漏小孔、管道及大孔模型．对大孔模型泄漏过程,提出了综合三状态模式及具体两状态模式．通过对非等温条件下3种泄漏模型计算结果的比较,得出小孔模型适用于孔径比约为0．15的泄漏,管道模型适用于孔径比约为0．9的泄漏,而大孔模型在各种泄漏孔径下均比较适用,所得计算结果均合理可靠．     

经济约束条件下新钻井经济界限模型

在经济约束条件下新钻井经济界限主要体现了投资决策要求.提出了投资、油价和成本决定新钻井经济界限,并且经济界限本身是依据科学方法制定的在一定经济条件下衡量油田或区块能否满足投资要求尺度的观点.以此为基础,借用现金流量法基本模式,新建立了经济约束条件下新钻井单井增加可采储量和新井初期产量经济界限求解模型,并进行了实例计算,计算结果符合现场实际.新方法的建立突破了传统的以油藏具体条件反求经济条件的评价类研究方法,对投资决策具有指导意义.     

基于资金时间价值的纸浆管路经济管径的算法

针对传统纸浆输送管路经济管径的计算过程中未考虑资金的时间价值,以及求取管路局部压头损失时预估管径查图法带来的烦琐与偏差等问题,引入了资金的时间价值并简化了管路附件当量长度的求取过程,得出了经济管径的计算公式并进行实例分析。结果表明:在纸浆浓度(质量分数)为1%～3.5%时,考虑资金时间价值后计算的经济管径较传统方法小10.3%～12.6%,单位长度管路节约造价16.5%～20.1%,每米管道综合经济效益节约26.31～29.07元,可有效降低工程建设费用和后期管路更新费用。     

长输管道储气调峰对管径选取的影响研究

针对天然气长输管道管径选取问题,开展了将管道储气调峰纳入管径比选的研究,总结了管道末段储气能力及调峰需求量计算方法。以某天然气长输管道工程为例,结合用气的不均匀性,采用稳态仿真模拟和动态仿真模拟相结合的方法,首先,对管道通过能力满足均月均日和高月高日工况时的管径进行水力计算,然后,对小时调峰、日调峰和月调峰的需求量进行分析,根据管道储气调峰能力和调峰需求量对比选取调峰工况下的适宜管径方案。在此基础上,对管道调峰和建设储气库调峰进行了详细经济性对比分析,获得了通过适当增大管径的方式不仅能满足小时调峰和部分日调峰需求、而且经济性更高的结论。研究结果表明,在管径选取时,应将管道调峰纳入管径比选的考虑因素,综合对比得出最优的管径方案。     

原油不加热等温输送工艺参数的计算模型

等温输送是原油管道输送未来发展的方向.为了对原油不加热等温输送的工艺参数进行准确计算,从原油输送管道的热平衡方程出发,综合考虑了保温材料性质、保温层厚度和管道埋深对总传热系数的影响,不同流态对摩阻系数的影响等因素,给出了原油不加热等温输送工艺计算的完整数学模型和计算方法.计算表明,模型及其算法适用于紊流的不同流态区,能较好地反映原油不加热等温输送各工艺参数之间的制约关系.文中模型和算法为原油不加热等温输送的工艺计算和优化设计提供了理论依据.     

谷物收获工艺方案经济界限的分析

本文在讨论机器经济效果临界方程的基础上,对典型收获工艺中的“人割-人脱”。“割晒-机脱”、“割捆-机脱”和“联合收获”4种方案进行了定量分析,绘出了它们的经济效果临界曲线,可供选择机械化收获方案时参考。     

混输管路气液两相流模型的建立与验证

针对管路气液两相流,建立了一种捕获段塞流的形成和发展过程;并进行气液两相流水力计算的组合模型。以滑移速度和液相连续性方程为基础,通过建立动坐标系来求解液相连续性方程,得到以持液率的变化来反映段塞的形成和发展。加入地形起伏的影响和压降计算关系式,对气液混输管路进行水力计算。分别使用实验数据和工程现场数据来验证模型的准确性。实验数据分别来自于实验环道和大庆油田现场数据。结果显示:模型计算大部分压降误差在±17%以内,大部分积液量误差在±11%以内,具有较好的精度。     

油井堵水经济界限的研究

为减缓原油产量递减速度、控制无效注水量,要对老井实施大量的增油降水措施。在实施某种措施时,除了要研究其技术可行性外,还应研究采取该措施后经济上是否合理。采用盈亏平衡与油藏工程相结合的分析方法,给出了油井堵水措施经济界限,并根据D油田P地区高含水期老井开发特点,对其不同油价下堵水降水量与增油量进行了一定的研究。     

浅海油田产能建设投资与单井技术经济界限研究

为规避浅海油田投资的高风险,将经济评价方法和产能建设投资方法相结合,建立了浅海油田开发单井产能经济界限模型和百万吨产能投资模型,研究了单井日产经济界限、单井累产经济界限、单井控制储量经济界限与油价和井深的变化关系,以及百万吨产能投资大小与单井日产和井深的关系.结果表明:井深不变时,单井日产经济界限、单井累产经济界限以及单井控制储量经济界限与油价成反相关的关系;油价不变时,井深与单井日产经济界限、单井累产经济界限以及单井控制储量经济界限成正相关的关系.井深不变时,百万吨产能投资与单井日产量成反相关的关系;百万吨产能投资不变时,井深与单井日产量成正相关的关系.     

长江口沉积物对磷酸盐吸附的等温模型

采用恒温摇床振荡吸附法研究了长江口水域几个污水排放口附近悬浮沉积物对磷酸盐的吸附等温模型。结果表明,L angm u ir吸附等温模型适用于描述细颗粒含量较高的沉积物对磷酸盐的吸附;细颗粒含量低的沉积物对磷酸盐的等温吸附数据则符合指数形式,理论分析表明,这是由于水相磷酸盐浓度较高时,HPO42-与海水中的C a2 离子生成C aHPO4沉淀引起沉积物的表观吸附量增加所致。     

海底埋地管道启输计算模型的建立

目前的海底埋地输油管道启输计算模型没有具体分析海水本身自然对流换热对管道启输的影响,启输计算模型能否应用于海底埋地输油管道启输计算需要实际投产来验证.因此急需研究海底输油管道预热计算模型满足海上油田开发的需求.对海底埋地输油管道进行了传热分析,建立了海底埋地输油管道三维物理模型,分析了海水本身自然对流换热对管道启输的影响情况.通过处理物理模型将管道启输传热模型简化为一维圆环传热模型,并进行了模拟计算和试验验证.模拟计算和实验研究对比表明:①当海水底流流速小于1.5m/s时,在此区域内海水自然对流换热对海底输油管道传热影响可以忽略不计.②海底输油管道正常矩形散热区域转换为圆环区域后其散热量基本不变,可见海底输油管道转化为一维模型是可行的.③在验证稳定状态沿程温降的过程中,发现各个测温点的绝对误差不超过0.1℃,说明该启输计算方法具有很高的置信度.     

流型、流态变化对含蜡热油管道设计计算的影响

含蜡热油输送管道的设计通常忽略流态流型转变的影响,按照我国常用的简化算法——平均油温法进行计算,会造成较大的计算误差.为精确计算热油管道输送过程中含蜡原油流态和流型的转变对含蜡热油管道设计计算的影响,对不同流态流型应用不同的摩阻计算公式,建立了热油管道温降和压降计算的数学模型,并进行了含蜡热油管道设计计算.计算结果表明:采用简化算法与精确计算相比有较大的误差,流态和流型的变化对沿线压降的影响较大.建议含蜡热油管道的设计计算中考虑流体流态和流型的变化.     

经济圈客运交通方式分担与交通分配组合模型

为优化经济圈内客运多方式交通网络结构,建立了交通方式分担与交通分配组合模型,研究经济圈内多方式交通网络均衡时乘客的交通方式选择问题.考虑出行时间、出行费用、舒适度等影响乘客出行方式选择的因素,分析了铁路和公路2种存在主要竞争关系的出行方式的广义出行费用.结合我国经济圈内城际客运出行特征,给出了经济圈内多方式交通网络均衡条件,构建了与该均衡条件等价的变分不等式模型,设计了求解该模型的精简对角化算法.最后结合长江三角洲经济圈,应用该模型预测乘客选择铁路和公路出行方式的比例.结果表明,模型和求解算法有效,能够从用户最优的角度为合理配置经济圈内多种交通方式提供量化依据.     

含水超稠油管输流动特性实验研究

针对辽河油田超稠油的管道输送问题,基于流体力学理论,建立了合理的含水超稠油流变特性物理评价模型。在模拟实际生产条件下,利用所建物理模型对辽河油田杜229生产区块含水超稠油的流动特性进行了实验研究,分析了温度、含水率、流量对超稠油流变性的影响,确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。结果表明,含水超稠油的流变模式呈假塑性流体特征。温度和含水率对含水超稠油的流动特性均有明显的影响,温度升高,视粘度下降。含水超稠油的表观粘度随含水率的变化存在一个使粘度发生反转的临界值,临界含水率在50%左右。随流量增加,含水超稠油的表观粘度呈降低趋势,同时流量影响管径选择和输送距离等管输参数。该研究结果为实现超稠油集输和管网合理设计提供了可靠的依据。     

基于路段通过能力的运输系统成本模型

为了给各种运输方式的比较优势和组合优势提供统一的分析方法和手段,以路段通过能力为基点,以经济成本为基础,分析了基础设施子系统和运输子系统的成本构成,并建立了对应的计量模型。研究结果表明:可以通过路段通过能力将基础设施子系统成本和运输子系统成本统一起来构建运输系统成本模型;该模型能反映交通运输系统价值流转的要求,可以为投资能力约束条件下寻求最佳的投资取向提供依据;当通过能力使用具有同等价值贡献时,该模型可以比较各种运输方式的基础设施成本,寻求低成本的运输通过能力;当通过能力使用具有不同等价值贡献时,该模型可以比较不同运输方式运输能力的效益。     

海底管线溢油的数值模拟

采用VOF方法,选择压力速度耦合的PISO算法建立海底管道孔口溢油预测模型.模拟油滴在浮力的作用下的上浮过程,分析比较不同管内压力和不同水流速度条件下的溢油量、油滴漂移扩散轨迹.计算结果表明,管道内压力直接影响单位时间溢油量,而水流速度等海况条件是影响溢油行为和归宿的重要因素之一.数值模拟方法可为溢油应急决策提供理论依据.     

海底管线溢油数学模型研究

基于Lagrangian积分技术,推广了海底管线溢油数学模型,在模型中首次考虑了溢油的乳化,同时还考虑了剪切卷吸和对流卷吸以及溢油的扩散和溶解.该模型不但能够模拟不分层或分层环境中的水下溢油轨迹,而且还可以在改变水流流速的环境下模拟.讨论了不同Froude数、分层数以及溢油速度和水流速度比下的溢油轨迹和浓度值,通过多次数值模拟发现在改变小孔直径大小而保持Froude数以及溢油初速度和水流流速比不变的情况下,溢油的轨迹变化很小,且溶解总量和乳化总量都很小.将数值模拟结果与实验值进行对比,获得了令人满意的数值结果,说明该模型具有较高的准确性和可靠性,能够反映出海底管线溢油的扩散及上升轨迹.     

大口径球墨铸铁给水管的结构计算

球墨铸铁管道因其直径大、强度高、柔度好、耐腐蚀等优越性能被应用于引黄工程中。为了对新型的大口径球墨铸铁管道有一个比较全面的了解和认识，通过计算实例对其结构计算问题进行了探讨。     

供热空调管网大变化灵敏度计算模型及应用

在稳态流体管网灵敏度基础上,通过构造一个实值函数获得一种形式的管网节点压力方程,在该方程的系数矩阵中引入动力源的压头性能曲线,最后推导出包含动力源压头变化时管网大变化灵敏度的计算公式和求解方法.通过算例对比分析,验证了所导出的大变化灵敏度计算模型的正确性和算法的有效性.当系统组件的阻抗产生波动之后,系统输出的压头将随着动力源特性曲线上工况点的移动而发生变化.表明考虑动力源压头特性曲线之后使得管网大变化灵敏度的计算更符合实际.该模型在管网系统故障诊断、管网在线模拟以及管网的实际运行特性评估等方面具有较大的应用潜力.