油罐内的高黏原油在低温环境下流速很慢,严重影响了传输的速度,对高黏原进行加热或施加其它机械力的作用可以促进高黏原油流速。基于上述原因,论文首先对加热降黏技术进行了分析,然后从计算流体动力学的理论入手,利用计算流体动力学软件FLUENT对螺旋输送装置、小螺旋体和加热器及其附近高黏原油区的计算域进行了几何建模、网格的划分、边界条件的设定、湍流模型与旋转模型的选择和求解参数的设置等,进行了关于油罐内高黏原油的加热和流动行为的模拟和实验研究。高黏原油流动行为的模拟结果表明:高黏原油在螺旋输送装置的作用下,流速最大的值主要集中在沿径向的内R/2区域;而在小螺旋体作用的管道中,流速最大值主要集中在沿径向的外R/4区域。螺旋输送装置在油罐中,处在敞开型的流体约束中,对高黏原油的推动和抽吸作用都有限,在转速从60r/min到300r/min的增大过程中,流速增加的梯度远小于转速增大梯度;而小螺旋体(叶片直径100mm)处于管道(公称通径100mm)中,由于外侧有管壁包围着,对高黏原油的流动起着约束的作用,随着转速的增加,对高黏原油的抽吸作用不断加强,当转速达300r/min时,管道的原油入口区域出现了1.20×10~3Pa的负压区,对高黏原油有着强烈的抽吸作用。高黏原油温度场的模拟结果表明:原油沿加热器向上流动,沿油罐壁往下流动,形成了流动的回路,上层区域原油的温度和压力高于下层区域,加热器对下层区域高黏原油的加热不够充分。最后对高黏原油的温度场和流动行为进行了相关的实验。