油船货油粘温特性的加热控制策略

针对目前采用油温控制的方法油船货油无法真正反映油品运动特性的问题,搭建油船货油加热模拟实验台,运用货油粘度随温度变化的拟合公式,实现测取温度对粘度的实时转换,并以此提出货油加热控制策略。结果表明:货油粘度在初始加热阶段的下降幅度较大,加热中期变化平缓,后期经短暂波动后再缓慢下降,采用高负荷加热方式可降低加热能耗;依据加热过程粘度变化趋势及耗能可以控制货油加热量。     

限制空间装货过程中透气变化的晃荡效应

油船装货过程中存在油气蒸发,蒸发出的油气会带来多种危害。装货时产生的晃荡是影响油品蒸发的因素之一。研究油船装货过程中舱内货油的晃荡及气液界面处的扰动对油气蒸发排放的影响,建立几何尺寸比例约为1/40的油船单个油舱模型,进行两组4种不同装货速度下的装货试验。结合对流扩散模型,综合考虑扩散效应、对流效应及透气孔处的透气效应,研究在整个装货过程中油舱透气孔处排出油气体积分数的变化原因及规律。结果表明,在类似油舱这样的限制性空间的完整装油过程中(0~95%),油气的产生与排出规律随着装载率的不同而变化,大致分为0~5%、5%~50%、50%~70%、70%~95%四个阶段。     

时间累积效应对油膜轴承油粘度的影响研究

为了研究时间累积效应对油膜轴承油粘度的影响,采用NDJ-5S数显旋转粘度计针对S220、M220和H460号油膜轴承油进行分析,测定了三种不同油品在工作一定时间后的粘度值。通过对实验数据进行处理,得到了不同情况下的粘温曲线及不同温度下粘度随运转时间的变化图。分析可知:随着运转时间的增加,润滑油粘度值下降,且润滑油粘度值越高,粘度下降程度越明显;同时建立了粘度和测试温度和运转时间的关系模型,提出了一种参数评估运转时间的温度敏感性参数,可为工作中油膜轴承油的润滑性能分析提供参考和依据。     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油气水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘温特性进行了实验研究,测量了不同气油比条件下油气混合液的粘度,分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明,在相同压力下,原油及其混合液粘度与温度存在指数关系,原油粘度与压力基本呈线性关系。在同一温度下,油气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低;在达到泡点压力之后,随压力的升高而增大;油气混合液的粘度随气油比增加而减小;油气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油-气-水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘-温特性进行了实验研究，测量了不同气油比条件下油-气混合液的粘度，分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明，在相同压力下，原油及其混合液粘度与温度存在指数关系，原油粘度与压力基本呈线性关系。在同-温度下，油-气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低；在达到泡点压力之后，随压力的升高而增大；油-气混合液的粘度随气油比增加而减小；油-气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

油船装货过程液舱油品蒸发的数值研究

虽然近年来部分油船安装了VOCs回收系统使得油船在装货过程中VOCs排放量减少,但是油船仍是VOCs排放的主要来源。VOCs排放到空气中不但使优质油品浪费,而且还时刻威胁着装载过程的安全,因此控制VOCs排放是解决问题的关键。本文针对油船装货过程中液舱内油品的层流形态,基于扩散传质模型与扰动能理论提出一种蒸发模型,通过对Fluent的二次开发将该模型与VOF(Volume of Fluid)多相流模型及输运模型结合,研究油船装货过程中装货速度产生的扰动能对液货舱油品的蒸发影响。结果表明:数值模拟结果与模型试验一致性良好,验证了蒸发模型的准确性;同一装载率下,装货速率越大,产生的扰动能越大,蒸发速率越大;液货舱油品蒸发大致可分为0-5%、5%-20%及20%-95%三个阶段。此次研究可以为油船装货过程控制液货装载速度减少油品蒸发提供理论依据。     

磁流体油膜轴承油的粘度特性研究

为了研究磁流体油膜轴承油的粘度特性,采用NDJ-5S数显旋转粘度计测定了不同磁场和温度作用下其粘度大小的变化情况;理论计算得到了磁流体的粘温特性以及磁粘特性曲线,结果表明,理论值与实验值相吻合。同时磁流体粘度随着磁场的增大而增大,随着温度的升高而减小。磁场较弱时会出现磁粘滞后现象,分析原因是外加磁场对链状结构的形成和分裂影响结果。当温度高于T℃后,粘度的增加主要取决于外加磁场的大小,与温度关系较小,说明在高温条件下通过控制磁场调节粘度是可行的。提供了一种通过电流控制磁场来改变磁流体粘度的方法,为油膜轴承油磁流体润滑性能的分析提供参考和依据。     

蒸汽参数对货油加热经济性的影响

以72000t原油船为研究对象,利用集总参数法建立了油船加热数学模型,从如何使货油的加热时问达到最短人手,讨论蒸汽参数与加热经济性的关系,得出锅炉蒸发量与加热时问的函数关系,对加热经济性进行了分析,得出了不同蒸发压力下最佳蒸汽流量．为船舶营运生产提供理论依据。     

机车车轮用钢奥氏体晶粒的长大行为

采用金相显微镜和截距法,对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究,分析加热温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响,应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析,同时研究钢中第二相粒子变化对奥氏体晶粒长大的影响.随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸明显增加,加热温度对晶粒的长大影响更明显.奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值0.5;奥氏体晶粒长大和钢中第二相粒子AlN体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性.     

加热平板表面温度分层产生的湍流逆转捩现象

针对加热平板表面密度分层结构中的逆转捩现象,在二元风洞中进行了系统的实验研究。对局部加热的水平平板下表面边界层内的时均速度的演化规律进行了详细的测量,同时对速度脉动信号以及速度能谱进行了分析,并对边界层内的波动特性进行了研究。这些参数体现了边界层逆转捩过程中流动特性的变化规律,揭示了密度分层结构中逆转捩现象发生的机制。在实验中对比了局部加热平板表面的边界层与无温度梯度情况下自然形成的湍流边界层的特性。发现在加热的情况下,边界层的形状因子由1.5上升至2.6;时均速度廓线中的平衡湍流层消失;以及速度能谱中惯性子区消失等变化。在实验中还发现加热平板表面速度信号中出现了间歇现象。实验结果表明板面附近的流动已由湍流流动转变为层流流动,同时平板表面的摩擦系数较没有温度梯度时有大幅度下降,不仅证明了边界层逆转捩现象的存在,也说明了这种条件起到了减阻的效果。     

乙烯装置油急冷塔急冷油减粘措施分析

在２００℃温度条件下。实验考察了裂解急冷油粘度随时间的变化特性，并考察了裂解柴油和急冷油的轻馏分对急冷油的减粘效果，结果表明，急冷油在循环使用过程中粘度升高是因其中的重质芳烃缩合造成的，向急冷油中掺入少量的急冷油的轻馏分是降低急冷油粘度的一种有效措施。     

颗粒粒度对高粘度羟甲基纤维素钠水溶液粘度的影响

研究了不同浓度、不同温度下高粘度羧甲基纤维钠 (CMC)水溶液的粘度随颗粒粒度的变化规律 ,发现CMC水溶液粘度随颗粒粒度大小而变化 ,颗粒平均粒度为 12 .2 μm的CMC水溶液粘度最小 ;随着温度的升高 ,不同颗粒粒度的CMC水溶液粘度均下降 ,随着浓度的升高 ,不同颗粒粒度的CMC水溶液粘度均上升 ,且存在拐点 ,拐点之后粘度大幅度增加 .     

基于大涡模拟的液滴蒸发液相传热过程

建立了燃油液滴蒸发瞬态气液两相流大涡模拟流体体积(VOF)模型,综合考虑了气液两相流流场,气液相界面的温度梯度和浓度梯度等因素,研究了气液相温度梯度和雷诺数对液滴液相传热的影响.研究结果表明:随着温度梯度的增大,液滴温度显著提高,温度梯度越大,液滴温度增加幅度越大;雷诺数不仅能够影响液滴周围流场的分布,而且还引起液滴内部温度场分布的变化;随着雷诺数的增大,液滴内部加热区域逐渐均匀,雷诺数越大,液滴的温度越高.     

原油油船液货温度场的数值计算

基于有限单元法及有限差分法，结合有限单元的自动网络划分，对油船舱内货油进行数值计算，得到基本符合规律的数值解，对于了解油船舱内原油温度变化，指导学员正确装卸货油，具有一定的指导意义。     

基于Fluent的天然气管道泄漏传质传热研究

天然气管道泄漏事故时有发生,严重威胁天然气的安全输送。建立了天然气在土壤中流动的传质传热模型,利用计算机仿真软件Fluent对传质传热模型迭代求解。研究表明:天然气在土壤中流动会引起土壤温度场的变化,且温度场具有一定规律。泄漏方向热传导变化梯度较大;泄漏点附近区域温度梯度较大,距离泄漏点较远处温度趋于平稳;接近泄漏点的局部区域受到泄漏气体的显著影响,温度在水平方向和垂直方向上变化都较大,呈现下降趋势;离泄漏点较远区域,水平方向温度变化较小,趋于稳定,垂直方向温度变化较大,随着地层深度的增加温度呈自然下降趋势,泄漏气体对土壤温度的影响很小。此规律可以为天然气泄漏检测提供指导。     

油船货油系统的仿真研究

阐述了对油船货油系统中的各种泵浦数值建模仿真的方法，该方法为油船货油装卸操作领导具系统的一部分，针对货油系统中各部管系统以及阀件等建立了相应的非数值仿真模型，以便对实仿真过程中的管阀，舱等的通／断状态进行动态求解。     

沉船舱内重油加热数值分析

采用专业的流体力学软件开展数值模拟工作,研究给定尺度油舱的重油在加热棒加热及热油注入的两种情况下,油舱重油的热扩散问题。采用加热棒加热重油和注入热油的方式进行数值模拟,分析油舱内重油的温度的平均热扩散和空间分布规律。从数值分析结果可以看出：采用加热棒加热油舱内的重油,油舱内温度随时间的变化是显著升高后达到稳定温度,分别经历了重油温度线性增加、升温速度随温度升高而略有减小和稳定段三个阶段,且温度达到稳定时在空间范围内变化不明显;注入热油情况时,油舱内重油温度随时间升高速度大于加热棒加热的温度升高速度,也呈现出明显的三个阶段：线性段温度升高较快、弯曲段升温速度明显变慢和稳定阶段,且注入的热油温度越高,油舱内的重油温度越高,重油温度沿油舱的展向变化也非常小。与加热棒加热重油相对比,注入热油后油舱内重油的温度状况得到明显的改善,采用注入热油的方式对增加油温和油的运动速度具有显著的优势。数值分析结果可为沉船重油回收加热棒布置提供参考,热油注入模拟可以解决油舱内重油流动缓慢、在抽油口难以抽出重油的难题。     

停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟

在紊流模型基础上, 建立了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件对停输前后混油段浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度变化图象和曲线。研究结果表明:在竖直管道顺序输送过程中密度差对层流边界层的影响会表现的比较明显且大于粘度差的影响。同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度。研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义。     

热溶预处理油煤浆的粘度变化

将神华煤与循环油混合油煤浆经不同热溶温度预处理后,研究了油煤浆粘度的变化情况及原因.研究发现:与未经热溶处理的油煤浆相比,经热溶处理的其粘度有所增大.在同一热溶温度处理后的油煤浆在测粘过程中,粘度随测量温度的升高而减小,并没有出现粘度峰,粘度(η)与测量温度(tM)的关系为η=Aexp[Eη/8.314 5×(273 tM)].而在同一测粘温度下,经不同热溶温度处理的油煤浆粘度变化情况却截然不同:在神华煤发生热分解反应之前(＜320℃),η基本上随热溶温度(tT)的升高呈直线增加,η=B ktT;在开始发生热解反应以后(＞320℃),粘度在370℃时出现了峰值,η=η0 2a/πw/4(tT-tηmax)2 w2.     

油船货油保温时间计算

采用理论分析和实船应用检验相结合的方法,对大连远洋运输公司的72000 DWT双壳体原油船航行过程中,油舱货油自然冷却过程进行分析研究.根据非稳态导热集总参数法建立油船油舱保温数学模型,研制了油船货油保温计算软件.通过实船应用比较,软件计算的保温时间和实际的保温时间最大误差为13%.