6附近的凝油结构，同时利于液态油品的排空，进出油管段分别向实验罐I内延伸一段距离。实验罐I的水浴夹层外部涂覆有保温涂料，以减少水浴夹层的散热损失，提高罐壁6控温效果。
[0028]第一螺杆栗9、第二螺杆栗10分别与变频器相连，变频器与数据采集控制系统11集成，用于控制螺杆栗的转速，进而按照实验要求调节流量。螺杆栗具有剪切作用小，栗内温升小的优点，并且运行平稳，适用于输送高粘度的介质。
[0029]实验罐I底部外侧壁面安装有电热膜，内侧壁面安装有罐底温度传感器，两者与数据采集控制系统11相连，电热膜外侧安装有保温材料13，作为一个举例，电热膜保温材料13可以采用聚氨酯泡沫。电热膜保温材料13外侧安装有金属防护层14。实验罐I底部安装有罐底排油口 32，与罐底排油管段33相连，其上有球阀，罐底排油管段33旁接于实验罐I的出油管段。
[0030]如图3所示，测试管内间隔不同距离封装了多个热电偶18，测试管17对热电偶18起到一定的保护作用，并将其固定在指定位置上，测试储罐轴向温度分布。热电偶18的数量和间距是在数值模拟基础上确定的，例如为了捕捉贴近壁面处的温度边界层，计算凝油层变化速率，距离罐顶、罐底内侧壁面越近，相邻传感器间距越小、数量越多；远离壁面，传感器间距逐渐增大。测试管17上与热电偶18头部对应位置处开有热电偶孔20，热电偶18头部通过热电偶孔20稍微伸出测试管17，与油品直接接触，热电偶18和热电偶孔20间采用热电偶密封部件22密封，热电偶密封部件22与测试管17相同材质的塑料。测试管17可以采用聚碳酸酯(PC)塑料制作，该种塑料耐酸、耐油、耐热，具有抗冲击性能和UL94 V-O级阻燃性能。由于PC塑料的导热系数接近0.2W/m.K，与原油导热系数接近，可以最大限度的减少对原油温度场的影响。通过密封部件，测试管17可与罐顶测试孔16紧密接触，减少油蒸汽挥发。密封部件上临近传感器的位置开有取样孔24，通过取样孔24，利用取样针可以在储罐内的不同位置取样，样品温度可以根据取样点对应的热电偶18读数确定。通过气相色谱仪、差示扫描量热仪、流变仪等可以测试所取油样的成分、含量、析蜡点和流变性等，进而分析原油中石蜡等成分的沉积规律和对原油物性的影响。同时，在实验罐I进油过程中，取样孔24还可以起到排出罐内空气和油蒸汽，平衡罐内外压力的作用。罐内油品注满时，取样孔24可以通过密封配件进行密封。测试管17的上表面涂有隔热保温涂料，以减少测试孔16处的散热损失。测试管17内部采用聚氨酯填充剂进行填充密封，以减少油蒸汽挥发和散热损失。热电偶18伸出罐外部分与数据采集控制系统11相连，数据采集控制系统11通过端口与PC机12连接。PC机12安装有数据处理软件，可以实时查看和处理测试数据。
[0031]为了获得不同高度的油样，可以采用不同长度的实验室专用取样针，取样针上刻有刻度值。取样时，可以根据取样针上的刻度结合原油液位确定所取油样的高度。为了减少对实验罐I内流场的影响，准确取得预定位置的油样，采用的取样针直径小于5mm，具有侧孔针头结构。进行取样时，未到达指定深度，针孔被套管封闭，到达预定位置后，旋转套管令针孔打开，取得油样后，封闭针孔，取出取样针，获得指定位置的油样。
[0032]如图4所示为预热罐8的结构示意图，预热罐8的罐顶安装有搅拌器27，可用于搅拌罐内原油，使其均匀升温。搅拌器27采用双螺带结构，搅拌时覆盖的范围大，能够使预热罐内不同位置的油品都能充分混合。搅拌器27由电机28驱动，电机28的转速由变频器控制，变频器与数据采集控制系统11集成。罐壁、罐底外侧壁面覆盖有电热膜，内侧壁面安装有热电偶，电热膜外包裹保温材料，保温材料外有金属保护层。应用的电热膜为挠性、可弯折，能与罐壁、罐底表面紧密接触。作为热源，能快速的建立起均匀、稳定的温度场，且可方便的与数据采集控制系统11集成为一体。保温材料可以选择聚氨酯泡沫，金属防护层14可以采用镀锌铁皮制作。预热罐8的罐壁上开有出油口，与预热罐出油管段34相连，其上安装有球阀，预热罐流量计35，预热罐出油管段34的另一端与第一螺杆栗9相连。罐壁上与出油口相邻的位置开有进油口，与预热罐进油管段36相连，其上安装有球阀，预热罐进油管段36的另一端与第二螺杆栗10相连。预热罐8的底部开有排油口，与预热罐排油管段37相连，其上安装有球阀，可通过预热罐排油管段37将实验后的废油排出到预热罐8外。
[0033]实验罐1、预热罐8的进出油管段、底部排油管段外都包裹电热膜，用于对管段温度的控制，使达到实验温度的油样通过进出油管段时不会产生额外的散热损失。此外，实验结束后通过电热膜可以对管段内的存油加热，增强其流动性，使其排出管段。电热膜外还包裹有保温层，用以减少管段的散热损失。
[0034]实验罐I和预热罐8的进出油管段上都安装有空压机接口，压缩空气通过接口可以对管段内的存油进行吹扫。
[0035]本实验装置还包括数据采集控制系统11，分别与多个温度传感器、热流传感器21、质量流量计31连接，用于按照预定的采样率获取温度、热流和流量信号，数据采集控制系统11内还安装有屏蔽器，可用于消除变频器对传感器的干扰，作为一个举例，屏蔽器可以采用美国优倍电器公司的NPGL-CM通用型隔离器。数据采集控制系统11与PC机12相连，由PC机12中的软件进行数据显示和数据存储。通过数据采集控制系统11还可对与螺杆栗相连的变频器进行调节，进而控制螺杆栗的流量，与搅拌器27的电机28相连，控制电机28的转速，也可以通过控制加热功率或加热时间实现对电热膜温度的控制。
[0036]下面对上述实验装置的工作流程进行介绍，在本实施例中基于上述实验装置进行浮顶原油储罐传热传质过程实验可以分为实验前检测、预热油样、自然降温、投产过程、静置实验、油品取样和样品测试等实验步骤，具体过程如下:
实验前检测:检查实验装置是否处于正常运作状态，包括:温度、热流传感器21测试数据是否准确、稳定，数据采集控制系统11及软件读数是否稳定、数据存储是否正常，螺杆栗运转是否正常，水浴工作是否正常，阀门是否处于正常开关状态，罐壁、罐顶循环水进口、出口，排油管，进油管等管段是否正确连接，接口是否牢固。
[0037]预热油样:将实验油样注入预热罐8，调节温度控制系统，使电热膜开始工作，同时开启搅拌器27使油样均匀升温至预定温度，并静置一段时间。预热的目的是消除油样的热历史和剪切历史影响，并使油品中的不同成分充分溶解。预热温度由油品种类决定。
[0038]自然降温:调节温度控制系统，改变加热膜的供热量或令其停止工作，使油样在搅拌的状态下均匀地降温至实验温度。同时调节与实验罐I相连的恒温水浴，使实验罐I的罐壁6和罐顶分别达到实验要求的预定温度，并保持恒温。通过温度控制系统调节实验罐I底部的电热膜，使其温度达到预定值。实验罐I的不同壁面温度可根据具体实验目的而设定，例如，可以设置罐顶温度最低、罐壁温度高于罐顶，罐底温度最高，模拟实际浮顶储罐的传热边界特点。调节实验罐I进油管段的电热膜，使进油管段的温度与油品的实验温度相同。
[0039]投产过程:开启第一螺杆栗9，利用变频器调节螺杆栗的转速，将达到实验温度的油样从预热罐8中按指定流量输出，使油品依次经过预热罐发油管段、第一螺杆栗9、流量计量设备、进油管段流入实验罐I，直到充满实验罐I。注油过程中，温度、热流传感器21持续工作，数据采集控制系统11持续记录温度、热流数据。可选的，可仅针对油品的注油投产过程进行实验，通过改变罐底温度，注油流量、温度，形成不同的实验工况，测试不同投产条件下原油的温度、热流密度数据，结合取样对油品组成、含量的测试，研究原油储罐投产过程的传热、传质规律。
[0040]静置实验:实验油样充满实验罐I后，关闭第一螺杆栗9，阀门，开始原油静置储存温降实验。此时，数据采集控制系统11持续记录实验罐I内的温度、热流密度数据，根据测试数据可分析油品静置储存时的传热规律。
[0041]油品取样:随实验进行，根据测试数据变化，间隔一定时间选择罐顶不同位置的取样孔24对不同高度处的油品进行取样。取样点的径向位置、轴向高度由具体实验方案决定。例如，可在距离罐壁、罐顶、罐底内侧壁面的远近不同位置取样，所取样品可代表受传热边界不同影响程度的油样。
[0042]油样测试:对油样的组成、含量进行测试。例如，可采用气相色谱仪对所取油样进行全烃组分测试，采用差示扫描量热仪对油样的含蜡量和析蜡点进行测试，采用流变仪测试油样的屈服应力、粘度等流变性参数，根据测试结果分析原油静态储存过程的传质规律。
[0043]观测凝油分布:当实验罐I内油品冷却至预定温度后，可在保持罐顶、罐壁、罐底壁面温度不变的前提下，打开实验罐I的出油阀门、开启第二螺杆栗10、同时打开预热罐8进油阀门，将实验罐I内的液体油品排至预热罐8中。当液位低于实验罐出油口高度后，打开实验罐底部的排油口阀门，关闭出油口阀门，将剩余液态油品由第二螺杆栗10排出至预热罐8中。液态油品排空后，移除实验罐I罐顶，对罐内凝油分布情况进行观察，并测量凝油层厚度，同时对不同位置的油品进行取样，进一步测试油样组成和含量变化情况。
[0044]数据分析:根据持续监测的热流密度、温度数据，结合所取油样的成分组成、含量数据，可以对原油静置储存状态下的温度场变化规律，传热、传质规律进行分析，可对原油组成与其热物理性质的相互关联进行分析。
[0045]收发油实验:可选的，当油品静置储存实验进行一定程度后，改变预热罐8内的油温，使其达到第二预定温度