[发明专利]一种大型原油浮顶储罐非稳态传热过程数值模拟方法

摘要

本发明涉及一种大型原油浮顶储罐非稳态传热过程数值模拟方法，解决了现有数值模拟研究无法全面反映相关因素对大型浮顶油罐温度场的影响规律的问题。具体采用网格生成技术建立的大型浮顶原油储罐内油品传热过程的数学模型，能够最大限度地保证数值模拟过程与实际工况相吻合；并运用迭代的方法对该模型进行求解，其具有简单、灵活以及通用性强的特点，容易在计算机上实现，既能保证计算效率，又能节约时间。

主权项

1.一种大型原油浮顶储罐非稳态传热过程数值模拟方法，包括如下内容：步骤一：以原油储罐过轴线的剖面为研究对象，建立储罐二维非稳态传热数值模型；步骤二：运用有限差分法对数值模型区域进行离散，得到外部角点、边界节点以及内部节点的非稳态离散方程，并根据离散方程的稳定性，确定空间步长以及时间步长；步骤三：根据罐顶、罐壁以及罐底的边界条件，建立原油物性参数、边界传热系数与温度的对应关系，所述边界传热系数包括罐顶传热系数、罐壁传热系数及罐底传热系数，具体按照以下步骤进行：(1)假定罐顶温度，与油品温度之间的平均值为定性温度，然后计算出在此定性温度下油品的物性参数：相对密度、粘度、导热系数、比热容以及体膨胀系数；(2)根据格拉晓夫准则和普朗特准则，确定中间系数和值，然后计算出内部放热系数、外部放热系数以及辐射放热系数，如果是双盘浮顶罐，还需要根据浮舱定性温度计算出舱内放热系数；(3)计算得出罐顶传热系数，根据热平衡原理进行验算；如果满足精度，则认为假定的平均温度是准确的；如不满足，应重新假定平均温度，再计算罐顶传热系数，同理可得罐壁传热系数及罐底传热系数；步骤四：对罐内原油初始温度进行赋值，运用插值法将相应温度下的原油物性参数及边界传热系数，代入到外部角点、边界节点以及内部节点离散方程中，然后迭代进行下一个时间步长的计算，得出罐内原油温度场分布，直到整个模拟过程计算结束，得出罐内原油温度场的变化规律。