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(guó)內(nèi)已有一些輸油管道的模擬計(jì)算軟件，但這些軟件都是基于正常運(yùn)行或停輸工況時(shí)溫降隨管道長(zhǎng)度的變化而編制的，目前還沒有針對(duì)油庫(kù)輸油管線的熱力計(jì)算軟件[1-2]。本文在對(duì)油庫(kù)輸油管線熱力模型計(jì)算方法研究的基礎(chǔ)上，以Visual Basic6.0語(yǔ)言編制了“油庫(kù)輸油管線熱力計(jì)算軟件”，并采用Microsoft Access創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和存儲(chǔ)。軟件可以計(jì)算油庫(kù)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(jiǎn)單，適用于一般用戶使用。

1 軟件主體結(jié)構(gòu)

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

圖1 軟件主體結(jié)構(gòu)框圖

用戶進(jìn)入軟件操作界面，設(shè)置參數(shù)，在不同的網(wǎng)格劃分下進(jìn)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(kù)輸油管線進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，各模塊實(shí)現(xiàn)的功能：

1) 參數(shù)設(shè)置模塊。根據(jù)管線的實(shí)際情況，如對(duì)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(jìn)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(kù)Access完成。

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

3) 運(yùn)行設(shè)置模塊。這里是默認(rèn)設(shè)置，用戶不能進(jìn)行操作。

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

圖2 停輸計(jì)算框圖

3 軟件的基本操作

用戶首先進(jìn)入的是啟動(dòng)界面，顯示幾秒鐘后，便自動(dòng)進(jìn)入軟件主界面。進(jìn)入主界面后，菜單項(xiàng)中“文件”、“參數(shù)設(shè)置”、“模擬計(jì)算”和“幫助”成亮色，其余菜單項(xiàng)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(cuò)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(guò)其對(duì)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(jìn)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(duì)管道結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)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(kù)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(huì)出現(xiàn)“真的要?jiǎng)h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(jì)算窗口

計(jì)算模塊為本軟件的核心模塊，完成計(jì)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(jìn)行計(jì)算。單擊“模擬計(jì)算”菜單中“停輸”選項(xiàng)，即可打開停輸溫度計(jì)算窗口。如圖4所示，用戶可以根據(jù)自己實(shí)際需要選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置是“輸油管線末端”或是“輸油管線中段”；“停輸時(shí)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(shí)際條件設(shè)定的)；“距離油罐距離”和“穩(wěn)罐初油溫”這兩項(xiàng)用戶在前面參數(shù)設(shè)置里面已經(jīng)填寫過(guò)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(duì)于當(dāng)前輸油管線的操作更為直觀；“計(jì)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(guò)左右箭頭進(jìn)行選擇；單擊“計(jì)算”就可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中當(dāng)前記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果將分別顯示在“原油當(dāng)前溫度計(jì)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(kù)輸油管線熱力模型，編制的“油庫(kù)輸油管線熱力計(jì)算軟件”。考慮了油庫(kù)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(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬。

[參考文獻(xiàn)]

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

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