油轮货油自然冷却过程研究
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2020-02-22
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油轮货油自然冷却过程研究
褚元，张凯建，岳丹婷
（大连海事大学 轮机学院，辽宁 大连 116026）
摘要：本文采用理论分析和实船应用检验相结合的方法，针对大连远洋运输公司的 68000DWT 双壳体原油轮航行过
程中，油舱货油自然冷却过程进行了分析研究。根据非稳态导热集总参数法建立油轮油舱保温数学模型，研制了油轮货
油保温计算软件。通过实船应用比较，软件计算的保温时间和实际的保温时间最大误差是 13%。
关键词：原油轮；货油自然冷却；货油保温时间；集总参数法
中图分类号
：U674.13
＋
3.3；O551.3 文献标识码：A
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。1993 年我国成
为石油净进口国，2003 年我国原油消费 2.52 亿吨，其中进口 9112 万吨，2004 年我国原油消费 2.9 亿吨，
其中进口 1.25 万吨
[1]
，成为世界第二大石油进口国。因此石油运输对国民经济发展起着举足轻重的作用。
在油轮运输中，由于原油的粘度大，船舶在载运途中必须对其进行加温以防止货油在外界条件的
影响下，自然冷却至凝固点以下，导致不易卸油。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。本文研究油轮
货油自然冷却过程规律，根据非稳态导热集总参数法建立油轮货油保温数学模型，研制了油轮货油保温
计算软件，可准确的计算出油轮在不同的航行条件下货油从任意初始温度降低至终了温度所需时间。一
方面可以帮助船员加强该方面的操作；另一方面为船舶运营生产提供理论依据。
1 油轮货油保温模型
1.1 研究对象
本文针对大连远洋运输公司 68000t 双壳原油轮油舱内货油自然冷却过程进行分析研究,其主要船型
参数如下：
型长：L=229m；型宽： B=32.2 m；型深： D=20.2 m；
载重量：68000t；
货油舱：中舱 11 个, 污油水舱 2 个；
压载舱：11 个, 其中艏尖舱 1 个, 边舱 10 个。
1.2 简化条件
图 1 油舱横剖面示意图
Fig.1 Diagram of midship section
在图 1 中，取货油为系统，货油通过四周向海水和空气散热。此过程发生各种换热，非常复杂，
为了简化计算，本文作了以下假设：
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