摘要：本文是在流体流动与传热学基础上进行的一个理论学习以及进行实验研究。理论的学习主要针对的是二维稳态导热系统，研究对象是一个钢制的圆筒，内壁形状是一个椭圆形。研究的问题是流体输送管道热腐蚀和变形监测，这是一个非常有研究意义的课题。当前流体输送管道大部分都是钢制的，所以会在长期运行过程当中受到各种损坏和腐蚀，特别是一些特殊行业里的管道设备，比如石油天然气行业和发电行业。管道内流动的都是一些特殊流体，比如高温高压的蒸汽或者具有腐蚀性的原油，这些都对管道的安全运行提出了非常高的要求。

所以基于这个背景，我们进行了两种研究，一种就是理论查询和学习；另外一种就是进行模拟实验。理论部分是对二维稳态导热的反演问题进行研究，主要对象是边界元法和优化算法当中的最速下降法、信赖域法。实验对象就是一个刚性圆筒，圆筒里面流动着一定温度的蒸汽，并且内壁和外壁面安装着许多温度检测装置，这样就可以随时直接测量实验对象的温度。然后进行模拟计算，利用优化方法和边界理论对圆筒的热腐蚀变形进行推演，最后得出相关结论。

 

关键词：热腐蚀  管内变形 边界元法   

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

绪论-1

1背景及意义-3

1.1概述-3

  1.1.1国外管道失效的分析-4

  1.1.2我国油气输送管道的事故分析-6

  1.1.3总结-9

1.2热腐蚀以及变形监测的意义-9

1.3腐蚀 变形监测技术的研究及其在管道系统中的应用-10

  1.3.1直接方法-11

  1.3.2间接方法-13

  1.3.3管道内壁热腐蚀监测技术的发展趋势-13

2理论研究方法-15

2.1传热学反演问题概况-15

2.2热力学几何反问题的研究方法及研究现状-16

2.3边界元法-17

2.4边界元积分方程-20

2.5常用反演算法-24

  2.5.1最速下降法-24

  2.5.2信赖域方法-24

2.6反演结果-27

3反演内壁形状的实验-29

3.1实验原理-29

3.2实验过程和内容-29

3.3实验设备简略图-31

3.4温度分布图-32

4结论-34

参考文献-35

致谢-36