LNG船舶液貨水域泄漏發(fā)展機理數值研究.pdf

1、LNG船舶發(fā)生液貨水域泄漏，可能涉及三個發(fā)展過程，分別為NG氣體擴散、LNG水面泄漏和水下泄漏。針對這三個過程，本文將理論研究與數值模擬相結合，建立了各過程多維多物理場耦合計算模型。通過數值分析，考察了各過程的邊界條件與初始條件對過程發(fā)展結果的影響。
　　 比較分析現有描述NG氣體擴散模型的特點，選擇使用FLUENT軟件對NG氣體擴散過程進行三維模擬研究。給出計算所需定解條件，使用經過驗證的模型計算不同大氣風、溫、濕度場和LNG

2、組分以及泄漏速率對NG氣體擴散過程中的重氣擴散階段和被動擴散階段的影響。
　　 分析了LNG船舶液貨水面泄漏、擴展與沸騰機理，將泄漏速率、液池擴展、傳質傳熱模型和物性計算等模型相耦合，提出水面泄漏發(fā)生快速相變（RPT）的判定條件，建立了一套完整的LNG水面泄漏模擬計算模型。將計算結果與實驗數據比對，驗證了模型的理論正確性與預測計算精度。使用該模型考察了LNG初始組分比率、泄漏口直徑和水面溫度對LNG水面擴展、沸騰蒸發(fā)和發(fā)生RPT

3、的影響。總結了LNG水下爆發(fā)沸騰的主要特點，并與傳統核態(tài)沸騰相比較，分析了傳統核態(tài)沸騰在爆發(fā)沸騰中的適用性。
　　 對LNG船舶液貨水下泄漏過程開展了原創(chuàng)性的理論與數值模擬研究，將爆發(fā)沸騰理論與群體平衡模型引入到LNG水下泄漏過程的數值模擬研究中，建立了LNG船舶液貨水下泄漏多流體模型以及相間動量、能量和質量傳輸模型。對LNG水下泄漏流動與沸騰過程進行數值計算得出，LNG水下膜沸騰引起的LNG物性變化對其沸騰方式轉變的影響可忽略