埋地管道在热力作用下土壤干燥或解冻的Stefan分析
- 出版年：2003
- 作者：李长俊；骆建武；廖晓蓉
- 单位1：西南石油学院
- 出生年：1963
- 学历：硕士
- 职称：教授
- 语种：中文
- 作者关键词：埋地管道；土壤；相变；热力计算；数学模型
- 起始页：140
- 总页数：4
- 刊名：天然气工业
- 是否内版：否
- 刊频：双月刊
- 创刊时间：1981
- 主管单位：中国石油天然气集团公司
- 主办单位：四川石油管理局；中国石油西南油气田分公司
- 主编：冉隆辉
- 电子信箱：trqgy@163.net
- 卷：23
- 期：6
- 期刊索取号：P450.6125
- 数据库收录：美国EI、PA 德国Mediathek收录期刊
- 核心期刊：全国中文核心期刊
摘要
埋地油气管道通过潮湿地区或永冻地带时，由于管内介质与周围土壤相互热力作用，使管道周围土壤中水分汽化或冰土解冻，出现干燥圈或融化圈现象，进而使得土壤和管道发生不均匀的下沉，使管道受力发生变化，有时甚至会破坏管道结构的完整性；同时，在干燥圈或融化圈内的土壤热物理性质也将发生变化，若不考虑这种变化，必然会影响热力计算的合理性。因此分析管道周围土壤干燥圈或融化圈变化对管道系统的设计、施工和管理是十分必要的。文中考虑油气管道对其周围土壤的影响和半无穷大土壤的传热，提出了描述土壤传热的数学模型。由于该模型涉及到相变及相交界面的变化，属于斯特凡(Stefan)问题。通过一定的数学处理得到了计算干燥圈或融化圈的特征线方程，并采用差分法进行求解特征线方程，获得了满意的结果，表明该计算方法是可行的。