微沟槽在输油管道减阻中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1课题的研究目的和意义

随着经济的不断发展，能源危机日益严重，节约能源已经成为全球共同的话题。减阻技术作为节约能源的一项新技术，得到了各国学者的研究。减阻技术的研究对于提高能源的利用率和节约能源有着极其重要的作用，同时，也在管道运输、海陆运输、航空等诸多领域有着广泛的应用。管道运输由于其输送快、花费低、能耗少、可靠性高、占地小和受气象条件影响较小等优点被人们称为第五大运输行业。世界能源结构是以化石能源为基础的，石油和天然气是作为当今世界上的主导能源，一直在世界能源经济中占主导地位。现如今，人们对油气资源的需求越来越大，然而现状是全球的油气资源分配极其不均匀，必须根据各地区的需求将这些资源重新分配就需要一个庞大而复杂的运输系统来完成，而石油与天然气的运输方式主要是管道运输。由于在长距离管道输送和各大城市管网运输中，油气等流体介质在管道内流动会产生阻力，其中沿程阻力占98%-99%，油气管道的主要损耗来源于流体与管道内部的沿程摩擦阻力，使得泵的动力几乎全部用于克服管道的阻力，为了减少泵的使用，节约资源，管道减阻问题得到了各国的重视。国内外学者的研究表明：管道阻力的降低不仅能减少油气管道运输过程中的资源损耗、提高运输效率和减少管道磨损，而且还能提高管内流体流动的稳定性。基于节约能源的理念，管道减阻问题越来越受到重视。

目前，国内外对于管道减阻技术已经有了一定的成就。在我国，减阻技术在油气管道上运用的极少，其中大多数采用减阻剂减阻和涂层减阻两种方法，但是这两种方法都存在很大弊端。使用减阻剂减阻存在减阻剂消耗过快、有毒和不便于运输等缺点，而且一般一种减阻剂只对特定的油品具有减阻效果，并且由于管道内使用减阻剂，会增加注入装置，使得整个系统的操作量和故障率大大提高；使用涂层减阻，存在着使用寿命短、适用范围窄以及工艺较为复杂的缺点。此外，管道涂层减阻的效果微弱，经济性较差。

过去，人们认为与流体表面接触的物体表面越光滑，流体受到的阻力越小。但随着科学研究水平的不断提高，科学家们发现如果物体表面具有一定的沟槽，减阻效果会达到意想不到的效果。随着研究的不断深入，微沟槽减阻技术进入了减阻研究的视野，其减阻效果得到了广泛认可。由于无需增加其他附加设备，没有多余的能量消耗、环保无污染、经济效益良好，可实现绿色减阻，这种减阻技术吸引了各国相关研究人员的眼球。

2. 研究的基本内容与方案

2.1课题研究内容及目标

1.掌握输油管道表面减阻的重要性，分析现有的各种减阻方法的特点；

2.掌握微沟槽表面减阻机理以及专业流体力学软件fluent；

3. 研究计划与安排

1-3周：文献查阅与调研时间，撰写文献综述报告和开题报告，每个报告字数不少于4000字；

4-5周：完成外文的翻译工作；

6-10周：物理模型和计算域的设计、网格划分、湍流模拟的相关选定等；

4. 参考文献（12篇以上）

[1tomsb.someobservationsontheflowoflinearpolymersolutionsthoughstraighttubesatlargerenoldsnumbers.proceedingsofthefirstinternationalcongressonrheology.northhollandamsterdam,1948:135-141.

[2]石营.减阻剂的减阻机理及减阻性能评价[j].石化技术,2015,12:108.

[3]于慎卿.减阻技术在我国石油管道上的应用[j].油气储运,1990,02:16-22 5.