找到理想的厚度以使管道的绝缘层

管道用于在寒冷环境中长距离运输石油产品和天然气。因此，在开始进行精炼过程之前，在管道中运输后可能需要预热石油混合物。但是，当油通过管道泵送时，流体本身会产生热量。为了降低成本和管道内部的热量，可以使用型号和仿真来优化管道绝缘材料。

管道中绝缘的重要性

管道是一种经济方法，用于运输诸如石油，天然气和水的液体越过陆地和海洋，尽管它们的建造价格昂贵。这些结构由通常在海底埋葬或运行的钢或塑料管组成，泵站分布在整个系统中以保持流体的移动。

由于石油混合物通过管道泵送，因此由于内部摩擦力而产生热量。这种热的起源是泵提供的能量。如果管道在寒冷的环境中运行，这种热量会很快消散。最终，如果没有隔离管道，则混合物的温度达到与环境相同的温度。在较低的温度下，油变得更粘，从而增加了泵的能源消耗。最重要的是，冷石油混合物需要预热，然后才能在炼油厂中使用。预热过程会消耗能源，并需要投资才能建立和维护。

管道用于在世界各地运输流体。

通过保持管道内的泵提供的能量来避免油的温度降低，以避免油的温度降低，这是一件容易且明显的事情。诀窍是使管道隔离得足够好，但没有更多，以便投资回报激发了绝缘的成本。如果可以将石油混合物的温度保持在足够高的水平上，则可以消除预热过程的成本，并且可以大大降低泵的能耗。降低论文成本必须激发隔热的投资。

可以使用ComsolMultiphysics®软件准确地对管道中的流体流量和传热过程进行建模和模拟。188金宝搏优惠这些型号可用于设计一种尽可能便宜的绝缘材料，但要保持在所需温度下的油效率尽可能高效。

使用comsolMultiphysics®设计和优化管道的绝缘材料188金宝搏优惠

我们的管道部分的绝缘教程模型具有150公里的管道部分，其入口温度为25°C。进入管道的油以2500 m的速度流动³/H。为了设置并解决描述流体在管道中的运输的能量和流动方程，我们使用非等热管流界面。

这种特殊情况涉及分析一个管壁和一个绝缘层，如下所示。在这里，黑暗和浅灰色的层代表了两层墙，而浅蓝色则代表墙壁内外的膜电阻。请注意，在此示例中，管壁厚2厘米。

管道横截面的示意图，其中H_int和h_分机膜的传热系数是管内和外部和K外部和K_ins和k_墙分别是绝缘和壁的导热率。

在第一项研究中，我们计算两种不同情况下沿管道的温度：一种假定完美的绝缘层，一个管道没有绝缘。下面的图表明，流体中摩擦力引起的热量导致其温度在150 km以上升高约3°C。当未在管道中添加绝缘材料时，出口温度与周围环境相似。

当管道上有完美的绝缘层（绿色）时，并且没有绝缘层（蓝色）时，比较了流体温度。

通过了解流体流量和传热过程，我们可以执行优化计算，以确定在整个管道中将油温度保持恒定水平所需的最小绝缘厚度。这项特定优化研究的结果表明，最小绝缘厚度约为8.9厘米。我们还可以进行类似的优化研究，但是在管道结束时以最低可接受的油温水平，这可能会增加隔热厚度（和成本）。

通过模拟设计的设计改善管道的绝缘层

根据隔热材料计算出的最小厚度，我们可以估算投资成本，并决定这些成本是否是由于降低的抽水和预热成本而动机。我们可以潜在地减少泵送过程中的能耗并消除预热，从而使过程更加高效和环保。