油轮油气燃烧爆炸实验与数值模拟研究

发布时间：2018-07-07 13:46

  本文选题：原油油气 + 燃烧爆炸　； 参考：《浙江海洋大学》2017年硕士论文

【摘要】：本文针对油轮油气燃烧爆炸事故,简要的阐述了近年来油气燃烧爆炸的基本现状及理论分析。本文有利于减少油轮油气爆炸事故发生、提高油轮安全防护性能,保障原油安全、快速、可靠的运输到目的地,进行油轮原油油气燃烧爆炸的实验和数值仿真模拟研究探索是非常有研究价值的。通过3m长管道原油油气燃烧爆炸的实验,实验研究密闭管道系统初始原油油气浓度不同时,管道内压力峰值的具体变化情况;点火位置不同的时候,管道内压力最大值的具体变化状况。相同条件下,开口管道系统原油油气燃烧爆炸的压力小于密闭系统的。并运用软件Fluent对管道做数值模拟仿真研究,数值模拟的结果和实验结果吻合。采用RNGk-?湍流模型作为油轮油舱的流体模型,建立了简化的燃料氧化化学机理和湍流的燃烧模型描述油气爆炸的燃烧过程。在数值计算过程中提出了基于非结构网格的有限体积综合算法求解控制方程组,从而解决了油气爆炸湍流流场中的难题,并取得了良好的计算精度。数值模拟得出油轮油舱爆炸的最小压力出现在点火源处,最大压力出现在油舱壁面。在一定的油气浓度范围内,油舱同一位置的油气浓度越大,产生的最大压力就越大,到达压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.
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U698

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本文编号：2105145