原文传递
环管式液体分布器结构设计及其在晃动条件下适用性分析
| 论文题名： | 环管式液体分布器结构设计及其在晃动条件下适用性分析 |
| 关键词： | 液化天然气船;环管式液体分布器;结构设计;分布性能;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来大型浮式液化天然气船（FLNG）技术逐渐成熟，填料塔是FLNG预处理过程中的关键设备，液体分布器是填料塔内重要的塔内件，其分布性能的好坏对塔内气液传质效果具有重要影响。环管式液体分布器由压力驱动，受晃动影响相对较小，具有应用于FLNG的潜力，设计出分布性能较好的环管式液体分布器并对其在晃动条件下适用性分析具有重要意义。 本文围绕环管式液体分布器结构设计及其在晃动条件下适用性展开研究，采用计算流体力学数值模拟的手段，以分布器孔口流量、支管压力、液体分布不均匀度、孔口速度雷诺数为指标，对分布器不同主管径、支管径等管径参数，分布器不同孔口径，分布器的支管数、孔口与垂直方向倾斜角度、主支管连接方式等管路参数，以及分布器在不同晃动形式、晃动周期、晃动幅度下的适用性展开相关研究。通过研究得出以下结论：引入支管修正系数、主管修正系数对分布器管径进行设计，不同主管直径对分布器分布性能影响较小，增加主管径可以适当降低分布器压降，不同支管直径对分布器分布性能影响较大，增加支管径可大幅降低分布器压降，减小孔口流量、流速区间，提升分布器分布性能；在孔口流速要求1.2~1.8m/s时，通过改变孔口径满足分布器不同喷淋密度的要求，喷淋密度一定时，孔口径越大，外环支管液体分布效果越差，导致分布器整体分布效果变差。在满足喷淋密度要求时，孔口径应越小越好，减小孔口径可使分布器孔口流量、流速区间变小；单级分布器的主管呈十字形分布同时主管与外环支管增加连接管分布性能较好，两级分布器所有支管由内到外3~4条分成一组，相邻每组一二级连接管相差2~4个可以大幅提升两级分布器分布性能；本文设计的1400mm分布器在晃动条件下具有很好的适用性，3700mm、6000mm分布器在部分晃动工况下具有相对较好的适用性，横摇、横摇纵摇对分布器分布性能影响较大，垂荡对分布器分布性能影响较小，对于中、小尺寸的分布器，晃动周期越短、晃动的越剧烈分布器的不均匀度越大，对于大尺寸的分布器，由于晃动原点距分布器较远晃动周期越长分布器晃动相对位置越大不均匀度越大，分布器的晃动幅度越大不均匀度越大；在晃动条件下，单级分布器可以通过管径优化降低分布器压降提升分布性能，两级分布器可以通过管径和管路优化降低分布器压降提升分布性能。本文研究结论对环管式液体分布器结构设计优化及其在FLNG的应用具有重要的参考价值。 |
| 作者： | 石野 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 唐建峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2020 |
检索历史
应用推荐
