Реєстраційний номер
0821U103002, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
14-12-2021
Статус
Захищена
Назва роботи
Поліпшення процесів в системі інертних газів на танкерах
при перевезенні нафти
Здобувач
Бражнік Ігор Дмитрович,
Керівник Колегаєв Михайло Олександрович
Опонент Букетов Андрій Вікторович
Опонент Богом'я Володимир Іванович
Рецензент Заблоцький Юрій Вікторович
Рецензент Будашко Віталій Віталійович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний університет "Одеська морська академія"
Опис
В роботі вирішена науково-технічна проблема, що пов’язана з вдосконаленням системи подання інертних газів на танкерах.
Об’єктом дослідження є процес прискореної інертизації вантажних приміщень танкеру за рахунок використання примусового подання інертних газів.
Предметом дослідження є технологічна система видобування і подання інертних газів в вантажні приміщення танкеру.
В роботі приведено опис відтворення повного процесу інертизації вантажних приміщень на танкерах. На першому етапі виділений та детально розглянутий процес диспергування важкого палива, що йде на генерування інертних газів. Розглянутий вплив ступеня закрутки потоку на якість кавітаційної обробки важкого палива з використанням процесу кавітації. В кінцевому результаті отримані залежності, що відображають вплив геометрії каналу та початкової кінематики потоку на загальні показники кавітаційної каверни всередині робочої камери циліндричного каналу. Встановлено, що збільшення швидкості потоку палива на вході в робочу камеру призводить до збільшення поперечних розмірів зони кавітації. Ступінь перекриття потоку в каналі доходить до 96 %. В якості робочого діапазону швидкостей запропоновано використовувати значення від 17 до 26 м/с. Для робочого діапазону чисел кавітації Ω=0,02–0,5 розрахункові значення довжини зони кавітації повинні відповідати діапазону від 5,434 до 0,896 її ширини.
В основній частині дисертаційної роботи також розглянутий процес примусового подання інертних газів безпосередньо в робочий обсяг вантажного приміщення. Теоретичним шляхом на основі розробленої математичної моделі досліджена зміна загальних показників інертизації танкеру. Встановлено, що за рахунок впровадження примусової вентиляції: кінцеве значення висоти стабілізації температури всередині вантажного приміщення танкера обмежено значеннями від 67 % (для малих висот вантажного приміщення, тобто менш 4,5 м) до 58 % для (високих вантажних приміщень, тобто більш 4,5 м); примусове подання інертних газів суттєво підвищує якісні показники процесу оскільки для довільного розміру вантажного приміщення танкеру при усіх ідентичних умовах розрахунковий час процесу інертизації зменшується на 62 %; розподіл кисню по висоті вантажного приміщення не є однорідним оскільки він змінюється в межах від 0.43 до 1,14 % і залежить від висоти наповнення інертними газами робочого простору вантажного приміщення танкера.
В основній частині дисертаційної роботи наведені результати експериментальних досліджень. На їх підставі з середньоквадратичною похибкою менше ніж 2,8 % встановлено, що за рахунок кавітаційної обробки потоку палива його загальне споживання при ідентичних обсягах генерування інертних газів зменшується до 23,1 %. Також з середньоквадратичною похибкою менше ніж 2,5 % встановлено, що скорочення часу інертизації танкера за рахунок переходу від стандартної до примусової вентиляції може перевищувати 50 %.
Для поліпшення процесу інертизації танкера розроблена та детально описана методика розташування вимірювальних створів та соплових насадок для примусового подання інертних газів всередину робочого простору вантажного приміщення. Методика складена з урахуванням особливостей та головних характеристик процесу інертизації, що були отримані під час проведення досліджень.
В роботі визначена практична цінність отриманих результатів. На підставі отриманих залежностей у часі швидкості зміни концентрації кисню та температури двофазної суміші повітря з інертними газами можливе впровадження практичних рекомендацій в: роботу судноплавних компаній та суднобудівних та ремонтних підприємств під час побудови або модернізації танкерів; в навчально-освітній процес для підвищення кваліфікації суднових механіків.
Усі результати виконаних наукових досліджень, а також розроблені методики і програми розрахунків впроваджені в навчальний процес НУ "ОМА". Розроблена система примусової вентиляції інертних газів впроваджена в робочий процес на під час роботи танкера. Рівень споживання палива у порівнянні з роботою системи у звичайному технологічному виконанні було знижено на 2,96 %. Застосування примусової вентиляції призвело до економії часу інертизації танкера на 34 %, а зниження концентрації кисню у порівнянні з стандартною технологією інертизації склало значення 7,8 %. Впровадження підтверджено відповідними актами.
Ключові слова: вантажне приміщення танкера, інертні гази, примусова вентиляція, тиск утворення кавітації в паливі, концентрація кисню, температура багатофазного потоку, вимірювальні створи, технологія та насадка для подання інертних газів.
Дата реєстрації
2021-12-28
Додано/оновлено в НРАТ
2022-03-09 / 2026-07-01
