При решении задач теплообмена подземного трубопровода, проложенного в мерзлых грунтах, большое внимание уделяется расчету ореолов протаивания вокруг трубопровода, так как в результате оттаивания грунта, особенно слабонесущего, происходит осадка или всплытие трубопровода. Изменение положения оси приводит к потере устойчивости трубопровода и возникновению аварийной ситуации. Очевидно, что прогрессирующее таяние вмещающего грунта свидетельствует о недостаточно продуманном техническом решении и необоснованном регламенте эксплуатации нефтепровода по температуре и производительности. При расчете теплогидравлических режимов «теплых» трубопроводов задачи теплообмена трубопровода, по которому перекачивается жидкая среда, с многолетнемерзлыми грунтами в режимах протаивания-промерзания необходимо формулировать как сопряженные. При такой постановке учитывается взаимное тепловое влияние жидкости и грунта, тогда как в противном случае теплообмен оказывается не зависящим от теплофизических свойств грунта, распределения источников тепла в грунте и т.д. С целью определения такого теплогидравлического режима перекачки, при котором обеспечивается сохранность окружающей среды и самого трубопровода, была решена сопряженная задача регулирования теплообмена системы «насос-нефтепроводмноголетнемерзлый грунт» при условии ограничения радиуса ореола протаивания R 0 в пределах R 0min …R 0max. В этом случае при определенном сочетании параметров возможна ситуация, когда теплопотери равны тепловыделению вследствие вязкого трения, и перекачка в таком случае характеризуется изотермичностью течения при балансовой температуре, превышающей температуру окружающей среды. Именно изотермический низкотемпературный режим можно считать целесообразным в условиях мерзлых грунтов, так как такой режим является экономически выгодным вариантом эксплуатации нефтепровода.
Pipeline operation in frost areas is essential thing in the present days. Changes of low-temperature profile of frozen soil along the length of a pipeline lead to changing conditions of the pipeline. That’s why it is vital to properly forecast and model thermo-hydraulics regimes and evaluate pipeline conditions to sustain correct positioning of the pipeline and to prevent incidents. That’s why this paper describes a simple forecasting method. It is based on heat balance equation, where coefficient k describing heat transfer from a pipeline to the environment considers that soil gets to technogenic state. Actual efficiency and temperature data from an active non-isothermal pipeline over 2 years period after its commissioning are used to derive actual value of the coefficient k. Pipeline type – underground, insulated, initial petrol temperature is up to 45 °С. Using Shukhov’s formula it is possible to calculate average value of the coefficient k. Based on this coefficient we can then derive forecasted values and get the following data: temperature profile, temperature value at specific points and cross sections of a pipeline, thawing area, critical locations of a pipeline. This method allows to timely evaluate conditions of a pipeline in permanent frost soil. Results can be used to forecast and predict thermo-hydraulics regimes not only for a specific pipeline but also for other Northern ones. It also allows to evaluate conditions of critical parts of a pipeline when taking in account actual size of thawing areas.
The article presents development stages of a reliable multiple regression model for determining and predicting the oils mixture viscosity as a multifactor parameter. On the data of the laboratory experiment, a correlation and regression analysis was performed to select significant factors in the model. A fractional factorial experiment was carried out. A matrix of regression coefficients and a multiple linear regression equation were obtained. Estimation of the model significance has shown that the equation obtained describes empirical data with a high degree of reliability. The conducted studies showed that the known dependencies adequately describe the viscosity of crude oils mixture only when the content of a high-sulfur component is less than 10% or more than 90%. On a wider range of concentrations (20-80%), the viscosity of the mixture becomes a multifactor parameter and is more accurately described by the regression equation. The obtained dependence has a wide field of application in the practice of operating pipelines transporting compounded oil.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.