驅(qū)氧法處理船舶壓載水,在壓載艙的進水時加入超量氮氣來驅(qū)除水中的氧,通過艙頂閥門作用,使水中氧氣離開艙內(nèi)水體:一部分通過氣閥頂出水艙,一部分依然保持與剩余空間的空氣混合。在沒有達到整個艙充滿壓載水的情況下,24 h內(nèi),水艙中持續(xù)有氧被氮氣驅(qū)出,此階段P/V閥持續(xù)向外有氣體溢出,這一過程在24h內(nèi)逐步停止,而后水艙中仍保持正壓,而水面以上空余部分保持有氮氣和氧氣;在相對靜止情況下,這些氮氣和氧氣都無法再回到水中,因為水中水分子間的間隙被氮氣填充,這一平衡狀態(tài)在沒有攪動、對流等劇烈的運動下將不會改變。 

【文章來源】：機電設(shè)備. 2020,37(06)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

數(shù)模計算算可以看出氧氣氣和氮氣從水中中溢出

過濃氧氣不夠時，會使人窒息，因此對氮氣進行操作時須注意濃度安全。2充氮方法充氮方法是水中充氮，與水面充氮氣相比，在水中充氮更為有效。本文設(shè)計了試驗系統(tǒng)，用玻璃管進行觀察，如果沒有背壓，氮氣則呈氣泡狀；如果在頂部添加背壓，氮氣就會“溶解”于水[4]。沒有傳感器能測定氮在水中的存在，則利用測定水中含氧量DO的方法來推算氮氣的可能存在的量。通過數(shù)學(xué)模型計算可知，氮氣會在不長于5倍管徑的長度內(nèi)溶解。經(jīng)實際試驗觀察，證明與數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果相仿，見其中一例。如圖3和圖4所示。圖3氮氣在水中溶解的數(shù)學(xué)模型圖4氮氣驅(qū)除艙內(nèi)氧氣過程數(shù)學(xué)模型3模型的選擇與簡化氮氣和水為紊流流動，氮氣的水溶液亦為紊流流動，所以應(yīng)采用紊流模型進行數(shù)值建模。目前，紊流數(shù)值模擬方法在實際工程中應(yīng)用最為廣泛的是Reynolds平均法（Reynolds-AveragedNavier-Stokes，RANS）。在實際工程中，人們更為關(guān)注的是由紊流造成的平均流場變化，而不是瞬時脈動量。Reynolds平均法的核心就是求解時均化的動量方程，而不是求解某一瞬間的動量方程。Reynolds平均法中應(yīng)用較多的是標(biāo)準(zhǔn)k-ε方程模型。在Fluent中，標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型自從被LaunderandSpalding提出之后，其適用范圍廣、經(jīng)濟、合理的精度使其成為工程流場計算中主要的工具。本文即采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型進行紊流建模。標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型的連續(xù)方程，動量方程、能量方程形式如下()0iiux（1）2ffeff()()iieiiijjiupuxxxuxx（2）effheffeffrare()2()

50cademicResearch技術(shù)交流AvDReV（5）式中：v為管內(nèi)流速，m/s；D為管內(nèi)徑，m；V為水的運動粘度，1.034×106m2/s。Re＝456480時，Re＞4000，流速相對穩(wěn)定，屬于紊流。計算水分別流入2000m3模擬船艙的狀況，分別模擬計算水位在30%、50%、80%、100%時的水流情況。如圖6～圖9所示。圖6水位30%水流氣流數(shù)學(xué)模型圖7水位50%水流氣流數(shù)學(xué)模型圖8水位80%水流氣流數(shù)學(xué)模型圖9水位100%水流氣流數(shù)學(xué)模型由圖6～圖9可知，水的紋流線基本相同，氣體擴散也基本相象。因為壓載水處理考慮的是壓載水中生物情況，在考慮進水滅活生物的同時要考慮船舶航行時，壓載水在壓載艙的停留，這個時間有長有短，在壓載水處理中被稱為停留時間（HoldingTime），系統(tǒng)要保證短時間處理效果也要保證長時間停留在壓載艙的壓載水中的生物不會再生長。因此，此次計算繼續(xù)研究壓載水在驅(qū)氧處理過后進入壓載艙以后的狀況。本文分別計算了壓載水進入壓載艙30%、50%、80%、100%時的水氣情況和0h～24h及24h～96h的情況，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于實際試驗。以下是3次試驗水體氧溶量的變化結(jié)果，分別有一個溶氧儀在2個不同水艙的水里，試驗艙是驅(qū)除過氧氣的水，氧含量在24h左右降到最低并持續(xù)保持。如圖10～圖12所示。圖10實驗監(jiān)測水中氧含量報告，實驗3次數(shù)據(jù)變化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]氮氣氧氣在溶氣水中的溶解過程研究[J]. 韓健.  西安文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]壓載水管理系統(tǒng)中的去氧化法機理研究[J]. 黃國衛(wèi),張定海,張百祁.  江蘇船舶. 2015(03)



本文編號：3087525