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油轮货油加热和保温过程传热机理研究

作　者: 张存有
导　师: 岳丹婷
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 原油轮集总参数法最佳加热时间货油保温时间最佳锅炉蒸发量
分类号: U674.133.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 97次
引　用: 4次
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内容摘要

石油是国民经济的命脉,油品的稳定供应是现代经济可持续发展和社会稳定的基础。在油轮运输中,由于原油的粘度大,倾点一般较高,导致在运输过程中不易卸油,因此原油轮在卸货时通常要对液货进行加温,以满足卸油的要求。当今油轮加热的方式大都是蒸汽加热,从经济性方面考虑,加热时间过早或加热温度过高,船舶运营经济性差,加温过晚或不足,卸货困难。因此,根据每艘船设备和货载情况,摸索出一套安全,易操作,省时,省燃料的加温规律,有着十分重要的意义。本文采用理论分析、试验验证和实船应用检验相结合的方式,针对大连远洋运输公司的68000DWT、72000DWT和159000DWT三种类型双壳体油轮二十四种原油运输过程中,油舱货油加热、保温的经济方式进行了分析研究。根据非稳态导热集总参数法建立油轮油舱数学模型,研制了油轮货油加热、保温计算软件。通过实验验证了计算软件所选用的传热模式的正确性,通过理论分析和实验验证得出在油轮加热、保温过程中,货油内部主要的传热方式是自然对流。通过实船应用比较,软件计算的保温时间和加热时间的最大误差是8%。分析了影响加热、保温过程的主要因素:在油轮加热过程中,货油温度上升的幅度与货油的自身性质相关。货油的温升与密度变化、定压比热变化成反比,与传热系数变化成正比。而在本文研究范围内,动力粘度、热膨胀系数等对货油温升影响不显著,可以忽略其影响。海水温度和大气温度对货油温升的直接影响也较小。提出了最佳锅炉蒸发量的新观点,加热经济性的最好锅炉蒸发量是:当蒸汽参数为0.4MPa,144℃时,控制蒸发量在4000(kg/h)以下:0.5MPa,152℃时,控制在4000---5000(kg/h)之间;0.6MPa,159℃时,控制在5000(kg/h)左右;0.8MPa,170℃时,控制蒸发量在4000(kg/h)以下,才能保证加热经济性最好。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-17
  1.1 概述  9-10
  1.2 文献综述  10-15
    1.2.1 油轮加热装置和加热方法  10-14
    1.2.2 国内外研究状况  14-15
  1.3 本文工作简介  15-17
第2章油轮货油加热、保温理论模型  17-27
  2.1 油轮货油加热物理模型  17-18
  2.2 油轮货油加热数学模型  18-21
  2.3 油轮货油保温数学模型  21
  2.4 油轮货油加热、保温的单值性条件  21-27
    2.4.1 货油的物性参数  21-24
    2.4.2 油轮的结构参数  24-25
    2.4.3 空气及惰性气体的物性参数  25
    2.4.4 海水的物性参数  25-26
    2.4.5 加热蒸汽参数  26-27
第3章油轮货油加热、保温最佳时间计算  27-38
  3.1 软件功能简介  29
  3.2 软件的启动和主窗口的说明  29-32
    3.2.1 程序的启动  29-30
    3.2.2 程序主窗口说明  30-32
  3.3 加热工况下程序的操作说明  32-35
    3.3.1 加热窗口1操作说明  32-33
    3.3.2 加热窗口2操作说明  33
    3.3.3 加热参数显示窗口操作说明  33-34
    3.3.4 加热计算结果窗口操作说明  34-35
  3.4 保温工况下的操作说明  35-38
    3.4.1 保温窗口1操作说明  35
    3.4.2 保温窗口2操作说明  35-36
    3.4.3 保温参数显示窗口操作说明  36-37
    3.4.4 保温计算结果窗口操作说明  37-38
第4章油轮货油加热实验研究和实船验证  38-51
  4.1 油箱加热实验研究  38-49
    4.1.1 实验装置  38-39
    4.1.2 实验仪器  39
    4.1.3 实验步骤  39
    4.1.4 实验结果与分析  39-49
  4.2 油轮加热计算系统实船验证  49-51
第5章油轮货油加热效果的影响因素分析  51-59
  5.1 货油热物理性质影响研究  51-55
    5.1.1 密度的影响  51-52
    5.1.2 粘度的影响  52
    5.1.3 导热系数的影响  52-53
    5.1.4 定压比热的影响  53-54
    5.1.5 热膨胀系数的影响  54-55
  5.2 外界因素影响研究  55-59
    5.2.1 蒸汽参数的影响  55-57
    5.2.2 大气温度的影响  57
    5.2.3 海水温度的影响  57-59
第6章结论  59-60
参考文献  60-62
攻读学位期间公开发表论文  62-63
致谢  63-64
研究生履历  64

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