發(fā)布時(shí)間：2020-04-22 01:43

【摘要】：世界人口及經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)增加了世界對(duì)能源的需求。天然氣不僅供應(yīng)豐富、熱值較高,而且價(jià)格較低、綠色環(huán)保,因此,中國(guó)的天然氣消費(fèi)量在過(guò)去的十年中大幅上漲,中國(guó)建造LNG船的艘數(shù)和規(guī)模也在迅速擴(kuò)大。LNG低溫儲(chǔ)罐干燥與置換是LNG船液貨艙在投產(chǎn)前的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),就是為了防止LNG首次進(jìn)入儲(chǔ)罐時(shí)與空氣混合引起爆炸。較大的進(jìn)氣速率和較高的進(jìn)氣溫度會(huì)增強(qiáng)氮?dú)馀c艙內(nèi)空氣的對(duì)流擴(kuò)散效應(yīng),造成氮?dú)饫速M(fèi);較小的進(jìn)氣速度會(huì)延長(zhǎng)置換時(shí)間,而較低的進(jìn)氣溫度又會(huì)造成冷能的浪費(fèi)。所以,全面深入的研究氣體置換過(guò)程中的對(duì)流擴(kuò)散規(guī)律,了解氣體濃度場(chǎng)分布特征以及不同進(jìn)氣階段對(duì)流擴(kuò)散方式對(duì)于準(zhǔn)確地控制氣體的置換,降低生產(chǎn)成本和投資具有重要意義。本文主要通過(guò)對(duì)LNG船液艙惰化過(guò)程中流場(chǎng)的仿真與動(dòng)力學(xué)特性研究,確定不同惰化方案在不同時(shí)間段氣體對(duì)流擴(kuò)散的主要影響因素,最終根據(jù)探究得到的影響機(jī)制提出優(yōu)化方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文的具體研究?jī)?nèi)容如下:一、以L(fǎng)NG船液艙為原型,研究對(duì)象是低溫氮?dú)馀c常溫空氣,根據(jù)質(zhì)量守恒、能量守恒和動(dòng)量守恒等微分方程組建立計(jì)算模型,應(yīng)用數(shù)值模擬建立三維全尺度數(shù)值模型。二、基于選定的數(shù)值模型,利用飛機(jī)燃油箱的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性與可靠性。在此基礎(chǔ)上,利用Froude數(shù),研究流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)特性。結(jié)合各監(jiān)測(cè)面對(duì)流項(xiàng)與擴(kuò)散項(xiàng)變化率,分階段描述液艙內(nèi)氣體運(yùn)移現(xiàn)象。三、通過(guò)設(shè)置參照組并仿真計(jì)算,探究不同進(jìn)氣速率與溫度對(duì)置換效率的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上提出優(yōu)化方案,并進(jìn)行驗(yàn)證。本文針為L(zhǎng)NG船液艙置換過(guò)程中不同區(qū)域氣體運(yùn)移分階段進(jìn)行分析,研究置換過(guò)程中空氣與氮?dú)獾幕旌蠙C(jī)理,對(duì)LNG船惰化安全作業(yè)和污染控制具有指導(dǎo)意義。
【圖文】：

第二章 LNG 船液艙置換過(guò)程優(yōu)化數(shù)值研究方法 ii1222jj1k21xxFxTxSxUtjj kG 為湍動(dòng)能項(xiàng)；t 為湍流粘度；；kS 、 S 分別為湍流動(dòng)能和湍流耗散常數(shù)為：1009* ， 0.51 ， 0.8562 。型的建立及網(wǎng)格劃分模型構(gòu)建文主要研究 LNG 船惰化過(guò)程中液艙傳質(zhì)行為并提出優(yōu)化方案。置換作內(nèi)的氣體分布不均且艙內(nèi)存在溫度梯度、濃度梯度，加上進(jìn)氣過(guò)程中產(chǎn)液艙內(nèi)氣體分子微觀(guān)上處于較強(qiáng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，宏觀(guān)上表現(xiàn)為氣體的質(zhì)量、相區(qū)質(zhì)量傳遞的表現(xiàn)形式主要有熱擴(kuò)散，分子擴(kuò)散及對(duì)流。

圖 2-2 LNG 船液艙數(shù)值模型的網(wǎng)格劃分Fig 2.2 Mesh front view of numerical model of LNG tankG 船液艙數(shù)值模型的網(wǎng)格劃分ght-angled view of the numericalmodel of the LNG tank圖 2-4 出氣口網(wǎng)格劃分Fig 2.4 Gridding division of gas
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U674.133.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2635986