进行水下硷储油罐油水置换工艺的传热分析研究时,首先确定研究的对象主体是内注原油的罐体;其次确定研究的范围是油罐体及包括海水体在内的外环境。注入原油的油罐体及其周围硷壁、硷夹套、夹套内介质等部分,组成热力学系统。油罐体及其外围系统是一个简中热力系一一它们之间只有能量交换,而没有物质交换。
由于硅油罐体原油的温度高出外界环境许多,使该热力系呈现出扮种不同的状态。其中具有特别意义的是平衡状态,平衡是暂时的、对的,它是解决问题的必要环节;不平衡是永恒的、绝对的,能引学利学的发展和复杂问题的解决。当油罐系统内介质之间有温差存在发生热传递时,则必然有热自发地从高温物体传向低温物体,这时系统不会维持状态不变,而是不断产生状态变化,直至温差的消失。丁见,温差是驱动热流的某种不平衡势,而温差的消失则是系统建立起平衡的必要条件。
油罐系统温度场是瞬态非稳定传热,为研究的方便,将圆柱体油罐系统简化成轴对称平面,并按一定要求划分成网格。当网格微团分得足够小,以致可将此微团视为一平衡力系时,这样的微团可以用状态参数来描述。在热力系中,我们把介质视为连续体,网格化的微团使此连续体离散化了。在此连续体内所谓一点处的热力学量,实际上是指围绕此点的某微团所具有的热力学量。当空间体可简化为平面问题时,微团厚度相对于其四周边较小,可忽略不计。
当热力系与外界之间温度不等时,彼此将产生能量的交换,热力系,J外界之间依靠温差传递能量。根据热力学第一定律,参与热过程的呆一部分物体,得到的能量QI应等于另一部分物体失去的能量QZ,即Ql=QZ,然而单纯依靠热力学第一定律来分析油罐体系统的传热过程是不够的,还必须利用相关的传热学理论来补充。
根据传热学理论,导热现象不仅在固体和静止的流体中存在,在流动的流体中也同样存在。导热系数是衡量物质导热能力的重要参数,是物质的固有属性之一,其值与材料的几何形状无关,主要取决于材料的成分、内部结构、密度、温度、压力和含湿量等,就一般情况而言,在物质的三态中,固体的导热系数较大、液体次之、气体最小。
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