液舱旋转射流气体惰化特性分析

摘要

针对LNG液舱壁惰化死角难以惰化、惰化进程监测误差大导致惰化效率低的问题,对C型独立液舱的气体惰化特性进行分析。建立数值模拟模型,分析舱内氧气体积分数及等值面分布形态、体积置换次数、惰化完成时间,比较旋流强度、进气速度和直径占比对惰化过程的影响,探讨其气体惰化特性。结果表明:随着旋流强度增大,惰化完成时间先缩短后延长再缩短,当旋流强度为1.0或1.5时去除惰化死角效果明显,且惰化完成时间短、耗气量少。增加惰性气体进气速度和提高直径占比,可以明显消除惰化死角且缩短惰化完成时间、减少耗气量。对惰化过程监测,采用出口平均氧气体积分数来判断惰化完成情况会造成误判,出口平均氧气体积分数降低至2%的时间与舱内最大氧气体积分数降低至2%的惰化完成时间的最大相对偏差为25.53%,最小相对偏差为1.40%,平均相对偏差为7.00%。因此,建议监测出口平均氧气体积分数,但是应在出口氧气体积分数达到2%后继续延长30%惰化时间,确保舱内最大氧气体积分数达标。