油輪油氣燃燒爆炸實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究
本文選題:原油油氣 + 燃燒爆炸; 參考:《浙江海洋大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:本文針對(duì)油輪油氣燃燒爆炸事故,簡(jiǎn)要的闡述了近年來油氣燃燒爆炸的基本現(xiàn)狀及理論分析。本文有利于減少油輪油氣爆炸事故發(fā)生、提高油輪安全防護(hù)性能,保障原油安全、快速、可靠的運(yùn)輸?shù)侥康牡?進(jìn)行油輪原油油氣燃燒爆炸的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真模擬研究探索是非常有研究?jī)r(jià)值的。通過3m長(zhǎng)管道原油油氣燃燒爆炸的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)研究密閉管道系統(tǒng)初始原油油氣濃度不同時(shí),管道內(nèi)壓力峰值的具體變化情況;點(diǎn)火位置不同的時(shí)候,管道內(nèi)壓力最大值的具體變化狀況。相同條件下,開口管道系統(tǒng)原油油氣燃燒爆炸的壓力小于密閉系統(tǒng)的。并運(yùn)用軟件Fluent對(duì)管道做數(shù)值模擬仿真研究,數(shù)值模擬的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。采用RNGk-?湍流模型作為油輪油艙的流體模型,建立了簡(jiǎn)化的燃料氧化化學(xué)機(jī)理和湍流的燃燒模型描述油氣爆炸的燃燒過程。在數(shù)值計(jì)算過程中提出了基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的有限體積綜合算法求解控制方程組,從而解決了油氣爆炸湍流流場(chǎng)中的難題,并取得了良好的計(jì)算精度。數(shù)值模擬得出油輪油艙爆炸的最小壓力出現(xiàn)在點(diǎn)火源處,最大壓力出現(xiàn)在油艙壁面。在一定的油氣濃度范圍內(nèi),油艙同一位置的油氣濃度越大,產(chǎn)生的最大壓力就越大,到達(dá)壓力峰值的速度就越快。
[Abstract]:In this paper, the basic status and theoretical analysis of oil and gas combustion and explosion in recent years are briefly described in view of the oil and gas combustion explosion accidents of oil and gas tankers. This paper is conducive to reducing the occurrence of oil and gas explosion accidents of oil tankers, improving the safety and protection performance of oil tankers, ensuring the safety of crude oil, and transporting it to its destination quickly and reliably. It is very valuable to study the experiment and numerical simulation of oil and gas combustion and explosion in oil tanker. Through the experiment of the combustion and explosion of crude oil and gas in 3 m long pipeline, the concrete variation of the peak pressure in the pipeline with different initial crude oil and gas concentration in the closed pipeline system is studied, and when the ignition position is different, The specific variation of the maximum pressure in the pipeline. Under the same conditions, the pressure of oil and gas combustion and explosion in open pipeline system is lower than that in closed system. The software fluent is used to simulate the pipeline, and the numerical simulation results are in agreement with the experimental results. RNG -? As a fluid model of oil tank, a simplified chemical mechanism of fuel oxidation and a turbulent combustion model were established to describe the combustion process of oil and gas explosion. In the course of numerical calculation, a finite volume synthesis algorithm based on unstructured meshes is proposed to solve the governing equations, thus solving the difficult problem in the turbulent flow field of oil and gas explosion, and obtaining good calculation accuracy. Numerical simulation shows that the minimum pressure of oil tank explosion occurs at the ignition source and the maximum pressure occurs on the tank wall. In a certain range of oil and gas concentration, the greater the oil and gas concentration at the same position, the greater the maximum pressure, and the faster the pressure peak.
【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】:2017
【分類號(hào)】:U698
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本文編號(hào):2105145
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