新型收油器的流體數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,無論從航天、汽車、軍工、燃料等哪方面講,石油制品都已經(jīng)成為貫穿國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的必需品,并由此引發(fā)了一系列的海洋石油泄漏事件,可以毫不夸張地說,石油在帶給人們巨大收益與便利的同時(shí),也帶來了日益嚴(yán)重的海洋溢油污染問題。為了減小溢油對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成的危害,并從資源回收再利用的角度考慮,采用收油器進(jìn)行海上溢油回收是目前最理想的溢油應(yīng)急處理方式。
　　 現(xiàn)有收油器大都或多或少的存在功能單一、回收效率不高、結(jié)構(gòu)復(fù)

2、雜、受環(huán)境條件影響大等缺點(diǎn),急需改善。本文通過對(duì)新型動(dòng)態(tài)曲面式收油器和現(xiàn)有各種類型收油器的比較分析,從工作原理中找出各自的優(yōu)缺點(diǎn),并通過CAD與CFD相結(jié)合的方法,針對(duì)動(dòng)態(tài)曲面式收油器中具有油水預(yù)分離功能的導(dǎo)流板進(jìn)行不同設(shè)計(jì)模型的數(shù)值模擬,最后通過綜合比較各模型流場(chǎng)特性來獲得最優(yōu)的收油器入口流道結(jié)構(gòu),從而提高其油水分離效率。具體工作如下:
　　 1.以動(dòng)態(tài)曲面式收油器為優(yōu)化對(duì)象,在分析其工作原理后,找出對(duì)收油器的油水分離效率起主

3、要影響的結(jié)構(gòu)因素并對(duì)其進(jìn)行合理的抽象與簡化。針對(duì)該結(jié)構(gòu)建立具有不同尺寸和形狀的CAD模型及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 2.將上一步已經(jīng)建立的各CAD模型進(jìn)行網(wǎng)格化處理,并利用流體仿真軟件FLUENT在模型內(nèi)部只有水的情況下進(jìn)行單相流的數(shù)值模擬,從而獲得各模型內(nèi)部的速度場(chǎng)分布特性。
　　 3.計(jì)算各模型內(nèi)部曲面流道附近流場(chǎng)的速度矢量,并以代表油滴上浮速度的y軸正向平均速度和代表流體流動(dòng)趨勢(shì)的x軸正向平均速度來綜合比較各模型設(shè)計(jì)