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海上溢油风化过程对其沉潜的影响研究

2020-12-10阅读(213)

海上溢油风化过程对其沉潜的影响研究

论文摘要

海上溢油事故给人类健康和海洋生态环境安全都造成了极大的危害。为了充分地掌握油滴在海里的运动机制和过程,还需要对风化过程中油滴的沉浮动力学过程进行研究,这样才可以全面地对海上溢油事故进行预报与分析,从而制定科学且有针对性的相关措施。本论文对有代表性的油对沉潜有重要影响的两个风化过程(蒸发、分散)进行研究,旨在进一步搞清风化对溢油沉潜过程影响的机理,并为海上溢油沉潜预报提供实验数据。具体的研究内容和得到结论为:(1)得到四种渤海原油YYH、YYS、SJH、SLY在不同温度下其密度和沥青质蜡质的关系,不同温度下粘度与沥青质含量的关系,其结果可用于风化过程中,环境条件变化,组成变化时,油密度的预测,判断油可否因密度在水体中下潜。同样对风化中粘度的预测,可在油行为预测中考虑油性质的变化,从而可提高油沉潜行为的准确性。(2)根据Fingas理论,进行浅盘蒸发实验,测试不同温度下渤海四种油的蒸发动力学过程,YYH蒸发速率与时间ln(τ)对数形式满足线性方程形式,其他三种油满足τ1/2指数方程形式。将油的特征组分与方程的形式、参数进行关联,其结果有助于在缺乏实验数据的条件下,可通过特征组分建立方程。针对温度对蒸发速率的影响不规律的情况,提出溢油发生3h后进行蒸发动力学方程的建立,可减少预测结果对温度影响的敏感性。(3)用小型挡板烧瓶考察波浪强度、作用时间、分散剂、静置时间对辽河原油和燃油180的下潜和上浮过程,发现:对下潜率及下潜稳定性的影响中,波浪强度影响大,和分散剂含量影响一样,有阈值特征。波浪作用时间有最大值,上浮油再下潜效果会降低,分散剂效果有时效性。提出分段建模建议:应考虑波浪持续作用条件下的条件阈值和时间分段。(4)考察了燃油180在波浪破碎过程的特征,波浪对油的破碎和夹带作用进行分析,发现波浪的拉伸强化油膜的扩展,并使破碎的油离散开来,不再被挤压回去。拉伸作用的根本原因是水流速度梯度,提出结合扩展方程进行破碎模拟的建议。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 绪论
  •   1.1 油的组成特征
  •   1.2 蒸发过程研究现状
  •   1.3 波浪作用研究现状
  •   1.4 本论文的研究内容和技术路线
  •     1.4.1 研究目的与意义
  •     1.4.2 研究内容
  •     1.4.3 技术路线
  • 2 油组分及特征分析
  •   2.1 油组成的测试
  •   2.2 蒸发过程的研究
  •   2.3 波浪作用的研究
  •   2.4 波浪作用下油膜行为特征的考察
  •     2.4.1 旋转水体中油行为的考察
  •     2.4.2 起伏水体下油膜行为的考察
  •     2.4.3 破碎波下油膜行为的考察
  •   2.5 分散剂的施加方法
  • 3 油组成对沉潜的影响
  •   3.1 油组成和密度的关系
  •   3.2 油组成和粘度的关系
  • 4 风化过程对沉潜过程的影响
  •   4.1 根据Fingas理论建立蒸发动力学方程
  •     4.1.1 不同温度下的蒸发动力学
  •     4.1.2 蒸发速率方程形式的确定
  • 1/2形式的蒸发速率方程与油组成的关系'>    4.1.3 τ1/2形式的蒸发速率方程与油组成的关系
  •     4.1.4 蒸发速率与温度的关系
  •   4.2 蒸发速率方程建立的修订方法
  •   4.3 溢油下潜机会窗口的确定方法
  • 5 波浪作用对油沉潜过程的影响
  •   5.1 波浪对油下潜作用的特征
  •   5.2 波浪对油下潜稳定性的影响
  •   5.3 油下潜稳定性的特征
  •   5.4 分散剂在油下潜中的作用特征
  •   5.5 油下潜、下潜稳定性的特征分析
  •   5.6 模拟建议
  •   5.7 本章小结
  • 6 波浪对油膜下潜作用特征的考察
  •   6.1 油膜扩展行为的考察
  •     6.1.1 少量油的扩展行为
  •     6.1.2 大量油的扩展行为
  •     6.1.3 不同油块对其扩展的互相影响
  •     6.1.4 油扩展特征考察小结
  •   6.2 不同水体中油的破碎过程的考察
  •     6.2.1 旋转水体中油膜行为的考察
  •     6.2.2 起伏水体下油膜行为的考察
  •     6.2.3 破碎水体中油膜行为作用
  •     6.2.4 挡板的水平剪切作用
  •   6.3 机理探讨
  •     6.3.1 油发生破碎的过程
  •     6.3.2 波浪破碎机理
  •     6.3.3 油稳定下潜的作用
  •     6.3.4 油膜特征
  •     6.3.5 油下潜过程研究对模拟计算的启示
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 玛莎

    导师: 严志宇

    关键词: 溢油下潜,蒸发,波浪作用,破碎特征

    来源: 大连海事大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 海洋学,环境科学与资源利用

    单位: 大连海事大学

    分类号: X55

    DOI: 10.26989/d.cnki.gdlhu.2019.001652

    总页数: 77

    文件大小: 5435K

    下载量: 20

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