為探究氣體惰化機理,提高惰化過程效率,對臥式橢球狀LNG液艙的氣體惰化過程進行數(shù)值模擬與優(yōu)化。采用從橢球狀液艙端部直流射流、旋轉(zhuǎn)射流和混合射流的進氣方式,分析氣體射流流場結(jié)構(gòu)和惰化效果,探究不同進氣方式對惰化過程影響的機理,并提煉其惰化優(yōu)化方案。結(jié)果表明:在進氣流量一定時,旋轉(zhuǎn)射流的惰化效果優(yōu)于直流射流和混合射流,這是由于旋轉(zhuǎn)射流會產(chǎn)生更大的進氣擴張角,可大幅減少惰化死角的存在,有利于在儲罐內(nèi)部形成推移式惰化;旋轉(zhuǎn)射流相對直流射流可節(jié)省40.4%氮氣量和惰化時間,相對混合射流可節(jié)省26.2%氮氣量和惰化時間。旋轉(zhuǎn)射流優(yōu)化方案可減少氮氣耗量并節(jié)省惰化時間,提高惰化過程效率,具有較高的經(jīng)濟性,對于實際LNG液艙的氣體惰化過程具有重要指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：造船技術(shù). 2020,(06)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

簡化后物理模型

建立與試驗艙模型等效的物理模型，對其氣體惰化過程進行數(shù)值模擬，將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行比較以驗證計算模型的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。尺寸設(shè)置為2.20m×0.92m×1.22m的矩形艙，液艙內(nèi)氧氣平均體積分?jǐn)?shù)與試驗結(jié)果對比如圖2所示。由圖2可知：模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。2.2 網(wǎng)格數(shù)量敏感度驗證

粗、中、細(xì)網(wǎng)格方案分別對應(yīng)網(wǎng)格數(shù)量為25萬、53萬、120萬，不同網(wǎng)格數(shù)據(jù)的計算結(jié)果對比如表3和圖3所示。由表3和圖3可知：三者的艙內(nèi)平均氧氣體積分?jǐn)?shù)非常接近；惰化完成時間對比中，粗、中網(wǎng)格之間的差值百分比為5.3%，而中、細(xì)網(wǎng)格之間的差值百分比僅為3.3%，小于5%。為節(jié)約計算資源并保證計算精度，選取中網(wǎng)格為后續(xù)計算網(wǎng)格。2.3 時間步長敏感度分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒸汽旋轉(zhuǎn)射流汽-液界面速度特性研究[J]. 儲小娜,徐強,郭烈錦,陳艷雙.  工程熱物理學(xué)報. 2020(06)
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[3]大型LNG低溫儲罐的干燥與置換[J]. 吳旭維,吳志星,胡云峰,王東鋒,白如霜,成鵬濤.  煤氣與熱力. 2012(07)
[4]影響飛機燃油箱惰化系統(tǒng)參數(shù)的數(shù)值研究[J]. 黃光容,何亞平,牛奕,汪箭.  火災(zāi)科學(xué). 2011(02)
[5]采用惰性氣體對容器、管道置換的三種方法[J]. 鄭素君.  深冷技術(shù). 2001(05)

碩士論文
[1]LNG運輸船液貨艙惰化方案仿真優(yōu)化研究[D]. 宋洋.大連海事大學(xué) 2017
[2]氣—氣快速混合過程的CFD數(shù)值模擬[D]. 申明星.華東理工大學(xué) 2012



本文編號：3467676