晃荡液舱气液传质行为及油气排放特性研究

发布时间：2024-06-23 13:04

　　晃荡液舱油品蒸发与油气排放关系着油船装货作业的安全与环保,本文针对油船装货过程中液舱油品蒸发、油气排放行为,构建三维模型液舱,采用理论分析和数值模拟的方法探究装货速率和液舱晃荡强度对舱内油品的蒸发及透气口处油气排放影响。一、通过分析实际海况下油船装货过程,确定晃荡因子及油品属性,采用薄膜理论及扰动能理论描述油品蒸发现象,并分析油品蒸发及油气运移动力。考虑到静止液舱装货情况下舱内的层流特性,基于菲克定律、VOF模型、扰动能理论及薄膜理论提出适用于层流状态的油品蒸发模型。针对晃荡液舱中油品的湍流特性,采用动网格技术实现液舱的晃荡运动,基于薄膜理论、VOF模型和扩散传质模型定义液舱湍流状态的油品蒸发,同时通过RNG湍流模型将晃荡与油品蒸发、油气扩散相关联。二、基于选定的数值模型,分别对装货速率、液舱晃荡引发的油品蒸发及油气排放问题进行求解,用模型试验验证了蒸发模型和数值试验的可靠性。在此基础上分析了液舱油气场的特征及其对气液传质的影响,并借助对流扩散理论分析了透气口油气浓度的变化特征。三、通过分析不同装货速率和液舱晃荡强度产生的单位体积扰动能、晃荡强度的变化特征,并采用晃荡能衡量流体的晃荡强...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1油船液舱三维数值模型

第三章晃荡液舱油品气液传质及透气特性研究方法虑温度变化的影响，因此，本研究忽略液舱四周及上下顶凳等舱为长方体舱，并忽略模型舱壁厚度和装货过程舱壁的形变。采用舱的数值模型，如图3-1所示。

图3-2液舱数值模型的网格划分Fig.3.2Mesharrangementofnumericalmodelofcargotank进油口

图3-1油船液舱三维数值模型Fig.3.1The3Dnumericalmodelofcargotank液舱数值模型几何参数为0.64m×0.40m×0.47m（长×宽×高），进油口直径为.012m，孔心位置（0.2,0,0.01）；透气口直径为0.016m（....

图3-3边界条件的设置Fig.3.3Arrangementofboundaryconditions

及对流项分别采用低阶显式时间积分格式和二阶舱内油品低速非定常两相流动，采用压力基分离瞬态问题求解的PISO算法更为合理。控制方程的式离散；气液界面处表面张力与曲率也采用B样程体积变化率采用高阶离散格式进行计算；组分采用低阶显式时间积分格式和二阶迎风格式ght格式，动量、....

图3-4静止液舱网格依赖性计算结果

格依赖性分析止液舱网格依赖性分析数值模拟方法研究油船液舱油品气液传质机理、油气运移及透一定质量且分布合理的网格，本文采用的六面体结构性网格能制液舱数值模型各部分网格疏密，更能保证网格质量。因此，透气口油气浓度得到网格独立性解。表3-1算例网格数量Tab.3.1Gridqu....

本文编号：3995505