晃荡状态下极地油船货油保温过程研究

摘要

油船海上油运期间，货油伴随船舶的运动时刻处于晃荡状态，货油的晃荡对油品的保温过程产生影响。近年来随着极地油气资源的大量开发以及极地航线的开辟，极地油船货油的保温受到人们关注。与常温环境相比，极地低温环境下货油保温过程中油温的变化有所不同。研究货油的晃荡以及极地的低温环境对货油保温过程的影响，对制定极地油船合理的货油保温方案具有重要意义。论文的主要工作如下:　　一、以超大型原油油船(VLCC)舷侧舱为原型，将正常流动性的货油作为研究对象，依据货油保温过程的传热机理及货油的粘温变化特性选取合适的相似准则，根据合适的缩尺比建立物理缩尺实验模型，并依据相似准则选取合适的实验油品，合理简化极地的低温条件与船舶运动的形式并制定实验方案。　　二、基于常温环境下油品保温过程的油品温升变化特性，研究低温环境下，油舱内各区域油品垂直方向与水平方向的油温及油温变化速率，获取低温环境下油品保温过程的油品温升变化特性。　　三、基于静止油品保温过程的油品温升变化特性，研究油品晃荡状态下，油舱内各区域油品垂直方向与水平方向的油温及油温变化速率，获取晃荡油品保温过程的油品温升变化特性。　　四、通过对比不同工况下油品温升过程中对流传热阶段起始时间、油温、温度场不均匀性的差异，分别从阶段差异性与区域差异性探究低温环境下晃荡油品保温过程的低温效应与油品晃荡效应。　　研究结果表明:低温环境下晃荡油品的保温过程中，油品的传热方式为热传导、自然对流与强迫对流，油品的温升呈现区域差异性与阶段差异性。低温环境与油品的晃荡都使油品保温过程中的阶段差异性与区域差异性发生变化。低温环境下油品与外界交换的热量增多，对不同区域油品温升的影响不同，但整体的平均温升有所降低，低温环境不利于油品的保温。油品的晃荡使油品的流动发生变化，内部生成强迫对流，与热传导、自然对流耦合，对不同区域油品温升的影响不同，进而使油品的保温效果产生差异。与静止油品相比，油品于晃荡状态下保温时，油品的保温效果减弱，但内部油温更为均匀，即在现有极地油船的结构下，油品晃荡有利于传热，但不利于保温。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题背景

1．2国内外研究现状

1．2．1货油保温过程传热机理研究

1．2．2货油保温过程研究方法

1．3本文的主要工作

1．3．1研究目标

1．3．2研究内容

1．3．3研究方法

1．3．4课题来源及创新点

第二章极地油船货油保温过程实验研究

2．1极地油船货油保温过程概述

2．2货油加热模型实验设计

2．2．1相似准则

2．2．2实验模型及实验油品

2．2．3实验方案

2．3本章小结

第三章低温环境下货油保温过程研究

3．1极地航线及低温实验工况概述

3．2油船货油保温过程油品温升变化特性

3．2．1常温环境下油品温升变化特性

3．2．2低温环境下油品温升变化特性

3．3本章小结

第四章晃荡状态下货油保温过程研究

4．1油品晃荡工况概述

4．1．1海上油船的运动形式

4．1．2油品晃荡工况的选择

4．2晃荡状态下货油保温过程油品温升变化特性

4．2．1垂直方向的油品温升变化特性

4．2．2水平方向的油品温升变化特性

4．3本章小结

第五章极地油船货油保温过程低温与油品晃荡效应分析

5．1货油保温过程低温效应分析

5．1．1油品温升阶段差异性的低温效应分析

5．1．2油品温升区域差异性的低温效应分析

5．2货油保温过程晃荡效应分析

5．2．1油品温升阶段差异性的晃荡效应分析

5．2．2油品温升区域差异性的晃荡效应分析

5．3本章小结

第六章结论与展望

6．1结论

6．2展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果