不同凍結(jié)器布置方式下管幕凍結(jié)單管凍結(jié)溫度場研究的開題報告

不同凍結(jié)器布置方式下管幕凍結(jié)單管凍結(jié)溫度場研究的開題報告一、研究背景及意義管道輸送常規(guī)工藝凍結(jié)指的是通過噴水、噴蒸汽、噴霧劑或者其他方式將管道倒入冷卻劑中使管道中介質(zhì)的溫度降低到-20度左右，達到固化效果。但是這種凍結(jié)方法存在一些弊端，例如需要用大量的勞動力和材料來防止冷卻介質(zhì)流失，同時管道中介質(zhì)不能完全固化等。針對這些弊端，管幕凍結(jié)技術(shù)應(yīng)運而生。管幕凍結(jié)技術(shù)是利用管壁和絕熱層制成的隔熱膜，使管道表面形成薄冰層達到凍結(jié)管道介質(zhì)的作用。其優(yōu)點是無需額外的冷卻介質(zhì)和維修材料，而對于單管凍結(jié)來說，更加突出了其優(yōu)越性。目前，關(guān)于管幕凍結(jié)技術(shù)的研究已經(jīng)取得了許多的成果，但是對于不同凍結(jié)器布置方式下單管凍結(jié)溫度場的研究較少。本次研究的目的就是針對不同凍結(jié)器布置方式下單管凍結(jié)溫度場進行分析研究，為管幕凍結(jié)技術(shù)的應(yīng)用提供一定的理論支撐。二、研究內(nèi)容及方法1.研究內(nèi)容本次研究主要針對不同凍結(jié)器布置方式下單管凍結(jié)溫度場進行研究。具體研究內(nèi)容分為以下幾點：（1）凍結(jié)器的常規(guī)布置方式下單管凍結(jié)的溫度分布情況（2）凍結(jié)器的交錯式布置方式（交錯式凍結(jié)技術(shù)）下單管凍結(jié)的溫度分布情況（3）不同粗細材料使用下單管凍結(jié)的溫度分布情況2.研究方法（1）基于熱力學(xué)分析，建立凍結(jié)過程熱傳遞數(shù)學(xué)模型。（2）結(jié)合計算機數(shù)值模擬，分析不同布置方式下單管凍結(jié)溫度場分布情況。（3）采用溫度探針對實驗結(jié)果進行驗證和分析。三、研究的預(yù)期成果及意義1.預(yù)期成果：基于上述研究內(nèi)容及方法，預(yù)期取得以下研究成果：（1）明確不同凍結(jié)器布置方式下的單管凍結(jié)溫度分布規(guī)律；（2）探究凍結(jié)器交錯式布置方式下單管凍結(jié)技術(shù)的可行性；（3）基于實驗結(jié)果對模型進行優(yōu)化和改進，提高預(yù)測準(zhǔn)確性。2.意義：本次研究在管幕凍結(jié)技術(shù)的研究領(lǐng)域做出了新的探索，研究成果具有以下幾個方面的意義：（1）提高單管凍結(jié)技術(shù)的使用效率并且節(jié)省人力和材料成本；（2）原始模型可作為凍結(jié)器改進和定制的參考，具有一定的實用價值；（3）對凍結(jié)技術(shù)的發(fā)展和推廣具有一定的參考價值。四、研究進度計劃本次研究的主要進度計劃如下：1.建立數(shù)學(xué)模型（第1-3個月）（1）學(xué)習(xí)熱力學(xué)相關(guān)知識，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型；（2）通過電腦技術(shù)，完成模型的初步驗證。2.實驗驗證（第4-8個月）（1）搭建實驗設(shè)備，采集實驗數(shù)據(jù)；（2）與數(shù)學(xué)模型進行對比分析。3.