海上浮油定位浮標(biāo)的力學(xué)分析與尺寸優(yōu)化
本文選題:吸油材料 切入點:黏附力 出處:《力學(xué)學(xué)報》2016年01期
【摘要】:海面發(fā)生原油泄漏后,采用海上浮油跟蹤定位浮標(biāo)鎖定油污飄逸軌跡,實現(xiàn)對溢油的跟蹤定位.定位浮標(biāo)的定位能力受到浮標(biāo)內(nèi)部的吸油材料對原油的吸附能力以及海洋風(fēng)的影響,吸附能力越強(qiáng)則定位浮標(biāo)與油污結(jié)合越緊密,定位效果越好.首先,從吸油材料受力分析出發(fā),通過室內(nèi)實驗,采用杠桿放大原理對吸油材料受到的風(fēng)載荷進(jìn)行測量,并研究風(fēng)載荷隨著吸油圓盤直徑的變化趨勢,得到了風(fēng)載荷隨著圓盤直徑的增大呈線性增大;對吸油材料受到的黏附力隨著吸油圓盤直徑的變化趨勢進(jìn)行研究,表明黏附力與圓盤直徑呈二次方程關(guān)系,隨著圓盤直徑的增大,黏附力會急劇增大.其次,對黏附力的組成進(jìn)行分析,研究認(rèn)為黏附力由分子間作用力、液體表面張力及剪切黏性力組成,對這3種作用力的大小進(jìn)行測量計算對比,發(fā)現(xiàn)分子間作用力為主要作用力,液體表面張力及剪切黏性力比分子間作用力低1~2個數(shù)量級.最后,基于浮標(biāo)正常工作時黏附力應(yīng)該大于風(fēng)載荷的原則,將實驗得到的風(fēng)載荷和黏附力隨著圓盤直徑變化規(guī)律推廣到大風(fēng)速和大圓盤直徑下,研究了惡劣海況條件下圓盤直徑變化對浮標(biāo)受力的影響,得到了適應(yīng)惡劣海況條件的圓盤最小直徑為38 cm.
[Abstract]:The sea oil spill occurred after the sea oil spill tracking buoy locking oil flowing path, to achieve the tracking of oil spill. Positioning positioning buoy by adsorption capacity of absorbing material inside the buoy on the oil and sea wind, the adsorption capacity is strong, and the oil with the positioning buoy more closely, positioning the better. First of all, from the analysis of oil absorbing materials, through the indoor experiment, the wind load on the oil lever amplification principle materials have been measured, and the research on wind load with the change of suction disc diameter trend, the wind load increases linearly with the increase of the diameter of the disk; adhesion of the oil absorbing materials are affected by changes with the trend oil disc diameter is studied, show that the adhesion and the disc diameter is quadratic equation, with the increase of the diameter of the disk, the adhesion will sharply increase. The Time, composition of the adhesion force were analyzed, studies suggest that adhesion by intermolecular forces, composition of liquid surface tension and shear force, measuring and calculating the comparison of these 3 forces, found that intermolecular forces as the main force, surface tension and shear viscous force than intermolecular forces 1~2 orders of magnitude lower finally, based on the adhesion of the buoy work should be greater than the wind load principle, will the wind load and the adhesion with the variation of wind speed and large diameter disc is extended to the large diameter of the disk, the effect of disc harsh sea conditions of stress, the minimum diameter of the bad disk the sea conditions is 38 cm.
【作者單位】: 中國石油大學(xué)(北京)石油工程學(xué)院;中國石化工程建設(shè)有限公司;
【基金】:中國石油大學(xué)(北京)科研基金資助項目(ZX20150191)
【分類號】:X55;P715.2
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,本文編號:1672126
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