油船装货过程液货舱气相区油气场数值模拟

油船装货过程中液货舱油品蒸发到气相区形成油气场,油气场中油气体积分数分布规律关系着装货作业的安全。通过建立更符合实际的三维模型,并对CFD(computational fluid dynamics)软件进行二次开发,将基于VOF(volume-of-fluid)模型、膜理论与菲克定律提出的传质模型与CFD软件相结合,模拟油船液货舱装货过程舱内油气场的变化,并利用试验数据对模型的数值模拟结果进行验证。结果表明:该模型数值模拟结果与模型试验数据吻合较好,验证了数学模型及数值方法的准确性;装货过程液货舱油气场的油气体积分数呈波浪状分层状态,油气体积分数梯度在竖直方向缓慢减小;随着装载率增大,油气场对流强度先增强而后减弱,并在对流较强时,油气场形成一个明显的涡;透气口排出油气体积分数、油气总量随油品装载的进行不断增大,在装载率为70%时,增长明显。