《埋地輸油管道泄漏污染物熱質遷移實驗技術》是埋地管道傳熱研究室在總結近年的科研成果基礎上撰寫而成的,既分析了輸油管道泄漏污染物熱質遷移實驗技術的研究現(xiàn)狀,又介紹了埋地管道傳熱研究室多年來在輸油管道泄漏污染物熱質遷移實驗方面的研究成果,總結了具有一定應用價值的實驗方法和測試經驗。全書共7章,包括緒論、泄漏污染物遷移過程表征參數(shù)測量技術、實驗材料的物性測量、多孔介質模型阻力系數(shù)測量技術、埋地管道泄漏污染物熱質遷移二維可視化實驗技術、常溫環(huán)境下埋地輸油管道泄漏傳熱測量實驗技術、凍土條件下埋地管道泄漏污染物熱質遷移三維實驗技術。全書配有大量的圖表,便于讀者理解。
《埋地輸油管道泄漏污染物熱質遷移實驗技術》凝煉了埋地管道傳熱研究室所有成員的研究成果,可為今后從事埋地輸油管道泄漏實驗研究的科技人員提供必要的技術支持。
隨著我國經濟的飛速發(fā)展,能源需求日益增大,特別是對石油、天然氣等一次能源的需求更是前所未有。一方面我國開發(fā)新的油氣田和挖掘老油氣田的產能,擴大國內的自身供應量,并實施“西氣東輸、西油東送、北油南下”等戰(zhàn)略,解決國內油氣供應不平衡的現(xiàn)狀,另一方面大量從國外進口石油和天然氣,現(xiàn)已建成中哈、中俄輸油管網以解決國內生產總量和生產能力不足的問題。管道運輸也已經成為繼鐵路運輸、公路運輸、航空運輸、水路運輸之后的第五大運輸方式,是能源輸送的大動脈。我國油氣管網的大規(guī)模鋪設始于20世紀70年代,40多年來隨著全國各地油氣資源被不斷地發(fā)現(xiàn),油氣管網建設發(fā)展迅速,截至2015年底,我國油氣管道總長度已超過15萬km。
隨著油氣管道運行時間的增加,由于管道缺陷、管道腐蝕、管道磨損以及人為在管道上開孔盜油等因素導致泄漏事故時有發(fā)生。油氣管道泄漏嚴重干擾了能源的正常輸送,造成了環(huán)境污染,也給國家造成了巨大的經濟損失。而且由于石油的致突變、致畸、致癌效應,其對土壤和生物造成的生態(tài)破壞是難以修復的。埋地輸油管道破裂后,泄漏的石油污染物流入土壤中,而其流動傳熱規(guī)律是埋地輸油管道泄漏檢測和石油污染物后期修復的基礎,該過程屬于多孔介質傳熱傳質問題。本書作者多年來對油氣管道泄漏污染物在土壤中擴散的熱質耦合傳遞特性進行了大量的實驗研究,設計了埋地輸油管道泄漏擴散過程的二維和三維實驗裝置,測定了實驗用多孔介質的孔隙率和污染物的黏度,并實現(xiàn)了凍土環(huán)境、變流量、變溫度的泄漏模擬實驗。在撰寫過程中,為了便于讀者理解,本書附有大量的圖表和實驗數(shù)據(jù),以達到內容充實、新穎、實用。
本書凝聚了埋地管道傳熱研究室所有人員近10年的心血,部分成果得到了中國石油科技創(chuàng)新基金研究項目“油氣管道泄漏介質光譜特性及其對激光檢漏影響研究”(編號:2015D-5006-0605)、中國國家自然科學基金面上項目“地下輸油管道泄漏過程中多相流動及熱質耦合傳遞特性研究”(編號:51306031)、中國博士后科學基金面上資助項目“油氣管道泄漏污染物光譜特征及其地面紅外傳輸機理研究”(編號:2014M560246)等多項科研項目資助。同時,本書部分章節(jié)內容得到了畢業(yè)于埋地管道傳熱研究室的研究生王宇、郭恩玥和劉洋等人的幫助,在此一并表示感謝。
本書作者李棟副教授,張云斌副教授,王樹偉副教授,吳國忠教授,齊晗兵教授等均具有多年的教學科研經驗,并一直從事油氣集輸系統(tǒng)傳熱傳質的相關科研研究,在理論和實驗研究方面具有扎實的基礎和豐富的經驗。本書各章的撰寫分工如下:李棟副教授撰寫第1、5章,張云斌副教授撰寫第2章,王樹偉副教授撰寫第3、4、6章。全書由吳國忠教授統(tǒng)稿,齊晗兵教授審稿。在本書撰寫的過程中,參考了很多專家、學者的著作和研究成果,在此一并表示衷心的感謝。
本書得到了黑龍江省級領軍人才梯隊(熱能工程學科)資助資金,在此表示謝意。
限于作者水平,難免有不足之處,敬請讀者和同行批評指正。
第1章 緒論
1.1 油氣管道泄漏的危害及檢測方法概述
1.2 輸油管道泄漏污染物熱質遷移實驗研究現(xiàn)狀
第2章 泄漏污染物遷移過程表征參數(shù)測量技術
2.1 壓力
2.2 濕度
2.3 介電常數(shù)
2.4 溫度
第3章 實驗材料物性測量
3.1 供試流體(白油)
3.2 多孔介質
第4章 多孔介質模型阻力系數(shù)測量技術
4.1 測量方案
4.2 測量原理與過程
4.3 測量結果分析
第5章 埋地管道泄漏污染物熱質遷移二維可視化實驗技術
5.1 二維可視化實驗裝置
5.2 單相介質二維遷移可視化實驗
5.3 泄漏污染物熱質遷移影響因素分析
第6章 常溫環(huán)境下埋地輸油管道泄漏傳熱測量實驗技術
6.1 相似理論基礎
6.2 埋地管道泄漏傳熱實驗裝置設計
6.3 埋地管道泄漏傳熱實驗研究
6.4 實驗誤差分析
第7章 凍土條件下埋地管道泄漏污染物熱質遷移三維實驗技術
7.1 三維實驗裝置
7.2 單相介質泄漏三維實驗
7.3 泄漏污染物熱質遷移影響因素分析三維實驗
7.4 污染物殘留實驗
參考文獻
名詞索引