1.1 目的与意义

主要研究内容包括分析原油多相流理化特性、相变特点；原油多相流管道的传热途径与传热方式分析；建立原油多相流管道有限元分析模型、设定边界条件，用有限元软件进行有限元分析；绘制与分析原油多相流热学特性与输送条件的关系；提出管道保温措施。

多相流学科研究具有两种以上不同相态或不同组分的物质共存并有明确分界面的多相流体流动力学、热力学、传热传质学、燃烧学、化学和生物反应以及相关工业过程中的共性科学问题，它是一门从传统能源转化与利用领域逐渐发展起来的新兴交叉科学，是能源、动力、核反应堆、化工、石油、制冷、低温、可再生能源开发利用、航空航天、环境保护、生命科学等许多领域实现现代化的重要理论和关键技术基础，在国民经济的基础与支柱产业及国防科学技术发展中有不可替代的巨大作用。同样在自然界及宇宙空间、人体及其他生物过程也广泛存在多种复杂的多相流．如地球表面及大气中常见的风云际会、风沙尘暴、雪雨纷飞，泥石流、气蚀瀑幕；地质、矿藏的形成与运移演变；生命的起源与人类健康发展；生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等，均普遍遵循多相流科学的基本理论与规律。因此，多相流科学的发展与进步对国民经济与国防科技发展、人体健康，对生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等均具有极为重要的意义。

多相流学科不但是与物质结构及基本粒子等纯数理科学、化学、生命科学等同样重要的基础科学，而且是在联结人类活动的有序化及目的化方面更具有特殊优势的学科。多相流及其传热传质学属于技术基础科学范畴，旨在解决工程所具有的普遍性热物理科学问题，是联系工程和基础理沦的桥梁。多相流学科的发展将根据自然科学与工程的现状和发展趋势有远见地选定超前的研究课题，开拓新领域，以新的概念、理论、技术和方法武装工业，带动其不断前进。

能源是人类赖以生存、发展的物质基础，能源的消耗与利用水平是衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志，保障能源供应安全是世界各国政府的重要目标。能源的高效开采、洁净和可再生转化利用的许多过程均是典型的多相流及其传递过程，存在着大量的多相流动、传热、传质、化学及生物反应等基础科学问题，如多相流的相分布与相运动规律，离散相颗粒与变形颗粒的动力学，特高参数与复杂几何流道中流动传热的规律和极限、瞬态过程流动传热与临界及超临界效应，多相连续反应体系复杂过程热力学与微多相流动力学、非均质多相流光化学与热化学等。尽管人们存上述领域已经开展了大量的研究并得出许多有意义的结果，但迄今并没有从根本上掌握多相流及其传递过程的基本规律及其数理描述方法，对上述基础科学问题开展研究非常必要。

1.2 国内原油多相流热流动特性研究现状及发展

1.2.1多相流模型

在 Fluent 中，共有三种多相流模型，即VOF（Volume Of Fluid）模型、混合物（Mixture）模型和欧拉（Eulerian）模型。

（1) VOF模型。由于 VOF 模型是一种在固定的欧拉网格下的表面跟踪方法，所以当需要得到一种或多种互不相融流体间的交界面时，可以采用 VOF 模型。在利用 VOF 模型进行计算中，多相流体中的每一相都共用着一套动量方程，并且所有流场内的计算单元，都记录下每一相在单元中所占的体积率。VOF 模型的应用范围很广，包括分层流、自由面流动、灌注、晃动、液体中大气泡的流动、水坝决堤时的水流以及求得任意液-气分界面的稳态或瞬时分界面。