不同冻结器布置方式下管幕冻结单管冻结温度场研究的开题报告.docx

不同冻结器布置方式下管幕冻结单管冻结温度场研究的开题报告
一、研究背景及意义
管道输送常规工艺冻结指的是通过喷水、喷蒸汽、喷雾剂或者其他方式将管道倒入冷却剂中使管道中介质的温度降低到-20度左右，达到固化效果。但是这种冻结方法存在一些弊端，例如需要用大量的劳动力和材料来防止冷却介质流失，同时管道中介质不能完全固化等。针对这些弊端，管幕冻结技术应运而生。
管幕冻结技术是利用管壁和绝热层制成的隔热膜，使管道表面形成薄冰层达到冻结管道介质的作用。其优点是无需额外的冷却介质和维修材料，而对于单管冻结来说，更加突出了其优越性。
目前，关于管幕冻结技术的研究已经取得了许多的成果，但是对于不同冻结器布置方式下单管冻结温度场的研究较少。本次研究的目的就是针对不同冻结器布置方式下单管冻结温度场进行分析研究，为管幕冻结技术的应用提供一定的理论支撑。
二、研究内容及方法
1.研究内容
本次研究主要针对不同冻结器布置方式下单管冻结温度场进行研究。具体研究内容分为以下几点：
（1）冻结器的常规布置方式下单管冻结的温度分布情况
（2）冻结器的交错式布置方式（交错式冻结技术）下单管冻结的温度分布情况
（3）不同粗细材料使用下单管冻结的温度分布情况
2.研究方法
（1）基于热力学分析，建立冻结过程热传递数学模型。
（2）结合计算机数值模拟，分析不同布置方式下单管冻结温度场分布情况。
（3）采用温度探针对实验结果进行验证和分析。
三、研究的预期成果及意义
1.预期成果：
基于上述研究内容及方法，预期取得以下研究成果：
（1）明确不同冻结器布置方式下的单管冻结温度分布规律；
（2）探究冻结器交错式布置方式下单管冻结技术的可行性；
（3）基于实验结果对模型进行优化和改进，提高预测准确性。
2.意义：
本次研究在管幕冻结技术的研究领域做出了新的探索，研究成果具有以下几个方面的意义：
（1）提高单管冻结技术的使用效率并且节省人力和材料成本；
（2）原始模型可作为冻结器改进和定制的参考，具有一定的实用价值；
（3）对冻结技术的发展和推广具有一定的参考价值。
四、研究进度计划
本次研究的主要进度计划如下：
1.建立数学模型（第1-3个月）
（1）学习热力学相关知识，构建数学模型；
（2）通过电脑技术，完成模型的初步验证。
2.实验验证（第4-8个月）
（1）搭建实验设备，采集实验数据；
（2）与数学模型进行对比分析。
3.结果讨论及成果整理（第9-12个月）
（1）分析结果，得出结论；
（2）完善数据，并将研究成果整理成论文。