LNG船舶液貨水域泄漏發(fā)展機(jī)理數(shù)值研究.pdf

1、LNG船舶發(fā)生液貨水域泄漏，可能涉及三個(gè)發(fā)展過(guò)程，分別為NG氣體擴(kuò)散、LNG水面泄漏和水下泄漏。針對(duì)這三個(gè)過(guò)程，本文將理論研究與數(shù)值模擬相結(jié)合，建立了各過(guò)程多維多物理場(chǎng)耦合計(jì)算模型。通過(guò)數(shù)值分析，考察了各過(guò)程的邊界條件與初始條件對(duì)過(guò)程發(fā)展結(jié)果的影響。
　　 比較分析現(xiàn)有描述NG氣體擴(kuò)散模型的特點(diǎn)，選擇使用FLUENT軟件對(duì)NG氣體擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行三維模擬研究。給出計(jì)算所需定解條件，使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的模型計(jì)算不同大氣風(fēng)、溫、濕度場(chǎng)和LNG

2、組分以及泄漏速率對(duì)NG氣體擴(kuò)散過(guò)程中的重氣擴(kuò)散階段和被動(dòng)擴(kuò)散階段的影響。
　　 分析了LNG船舶液貨水面泄漏、擴(kuò)展與沸騰機(jī)理，將泄漏速率、液池?cái)U(kuò)展、傳質(zhì)傳熱模型和物性計(jì)算等模型相耦合，提出水面泄漏發(fā)生快速相變（RPT）的判定條件，建立了一套完整的LNG水面泄漏模擬計(jì)算模型。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)，驗(yàn)證了模型的理論正確性與預(yù)測(cè)計(jì)算精度。使用該模型考察了LNG初始組分比率、泄漏口直徑和水面溫度對(duì)LNG水面擴(kuò)展、沸騰蒸發(fā)和發(fā)生RPT

3、的影響?？偨Y(jié)了LNG水下爆發(fā)沸騰的主要特點(diǎn)，并與傳統(tǒng)核態(tài)沸騰相比較，分析了傳統(tǒng)核態(tài)沸騰在爆發(fā)沸騰中的適用性。
　　 對(duì)LNG船舶液貨水下泄漏過(guò)程開(kāi)展了原創(chuàng)性的理論與數(shù)值模擬研究，將爆發(fā)沸騰理論與群體平衡模型引入到LNG水下泄漏過(guò)程的數(shù)值模擬研究中，建立了LNG船舶液貨水下泄漏多流體模型以及相間動(dòng)量、能量和質(zhì)量傳輸模型。對(duì)LNG水下泄漏流動(dòng)與沸騰過(guò)程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得出，LNG水下膜沸騰引起的LNG物性變化對(duì)其沸騰方式轉(zhuǎn)變的影響可忽略