油庫輸油管線熱力計算軟件的研發(fā)

陳春雨,王福成 ,崔 峰 ,張紅晨

(1.大慶師范學(xué)院 物理與電氣信息工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

0 引言

國內(nèi)已有一些輸油管道的模擬計算軟件，但這些軟件都是基于正常運行或停輸工況時溫降隨管道長度的變化而編制的，目前還沒有針對油庫輸油管線的熱力計算軟件[1-2]。本文在對油庫輸油管線熱力模型計算方法研究的基礎(chǔ)上，以Visual Basic6.0語言編制了“油庫輸油管線熱力計算軟件”，并采用Microsoft Access創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行讀取和存儲。軟件可以計算油庫輸油管線的當(dāng)前原油溫度、當(dāng)前溫差和當(dāng)前溫降速率等重要參數(shù)。所編制軟件界面良好、操作簡單，適用于一般用戶使用。

1 軟件主體結(jié)構(gòu)

軟件由四個模塊組成，分別是參數(shù)設(shè)置模塊、網(wǎng)格劃分模塊、運行設(shè)置模塊、模擬計算模塊。

圖1 軟件主體結(jié)構(gòu)框圖

用戶進入軟件操作界面，設(shè)置參數(shù)，在不同的網(wǎng)格劃分下進行停輸狀態(tài)下的數(shù)值模擬。主體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 軟件各模塊功能

該軟件可以用于油庫輸油管線進行數(shù)值模擬計算，各模塊實現(xiàn)的功能：

1) 參數(shù)設(shè)置模塊。根據(jù)管線的實際情況，如對管道參數(shù)、油品參數(shù)、大氣參數(shù)及管道結(jié)構(gòu)參數(shù)等進行設(shè)置。其中，管道結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置利用數(shù)據(jù)庫Access完成。

2) 網(wǎng)格劃分模塊。能夠?qū)η蠼鈪^(qū)域進行網(wǎng)格自動劃分。

3) 運行設(shè)置模塊。這里是默認設(shè)置，用戶不能進行操作。

4) 模擬計算模塊。輸入相應(yīng)的初始條件和邊界條件，能夠完成對停輸后原油當(dāng)前溫度計算值、當(dāng)前溫降速率和當(dāng)前溫差的計算。程序流程如圖2所示。

圖2 停輸計算框圖

3 軟件的基本操作

用戶首先進入的是啟動界面，顯示幾秒鐘后，便自動進入軟件主界面。進入主界面后，菜單項中“文件”、“參數(shù)設(shè)置”、“模擬計算”和“幫助”成亮色，其余菜單項成灰色而不能啟用。

新建或者打開工程文件后相應(yīng)的按鈕才能啟用，可以防止錯誤的操作。其中，參數(shù)設(shè)置模塊由基本參數(shù)的輸入窗口和管道結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入窗口組成。如圖3所示，其為管道結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入窗口界面，可以通過其對輸油管道的鋼厚度、石棉絨厚度、瀝青厚度和鐵皮厚度等參數(shù)進行設(shè)置。單擊“添加”按鈕可以將當(dāng)前的輸入框清空，用戶此刻可以對管道結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設(shè)置。若是準(zhǔn)備保存這些設(shè)置，單擊“更新”按鈕，此次管道結(jié)構(gòu)參數(shù)輸入作為一條記錄保存到數(shù)據(jù)庫中；若是不準(zhǔn)備保存，可以單擊“關(guān)閉”按鈕退出窗口，也可以重新在輸入框中輸入。單擊“刪除”按鈕，會出現(xiàn)“真的要刪除當(dāng)前記錄嗎”這樣的信息提示，單擊“是”就是刪除；單擊“否”就是不刪除，返回上一次操作窗口。

圖3 管道結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入窗口 圖4 停輸溫度計算窗口

計算模塊為本軟件的核心模塊，完成計算功能。前面的模塊完成了基本參數(shù)的輸入，本模塊根據(jù)用戶的要求進行計算。單擊“模擬計算”菜單中“停輸”選項，即可打開停輸溫度計算窗口。如圖4所示，用戶可以根據(jù)自己實際需要選擇監(jiān)測點位置是“輸油管線末端”或是“輸油管線中段”；“停輸時間”只能輸入整數(shù)(這是由于輸油管線中原油溫度下降緩慢，根據(jù)實際條件設(shè)定的)；“距離油罐距離”和“穩(wěn)罐初油溫”這兩項用戶在前面參數(shù)設(shè)置里面已經(jīng)填寫過了，這里不用再次輸入，這里所以留出空白框，是為了數(shù)據(jù)顯示，使用戶對于當(dāng)前輸油管線的操作更為直觀；“計算方法”共有3種選擇，分別是向前差分法、中間差分法和向后差分法；“記錄”可以通過左右箭頭進行選擇；單擊“計算”就可以對數(shù)據(jù)庫中當(dāng)前記錄進行數(shù)據(jù)計算，計算結(jié)果將分別顯示在“原油當(dāng)前溫度計算值”、“當(dāng)前溫降速率”和“當(dāng)前溫差”旁邊的文本框內(nèi)。

4 結(jié)論

依據(jù)油庫輸油管線熱力模型，編制的“油庫輸油管線熱力計算軟件”。考慮了油庫輸油管線的環(huán)境和條件，在有限差分方法的基礎(chǔ)上，能夠?qū)斢凸芫€停輸問題進行數(shù)值模擬。

[參考文獻]

[1] 王明吉，陳春雨，張勇.輸油管線原油溫度巡回監(jiān)測系統(tǒng)[J].機械設(shè)計與制造，2008(3)：115-116.

[2] 王明吉，陳春雨，張勇.油庫輸油管道原油溫降規(guī)律測試[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，2008，32(2)：67-68，85.