通过喷水机模拟石油的地下机械分散 (SSMD)
Zhaonian Qu1, Tanvir Al Farid1, Scott Socolofsky2
1Center for Natural Resources, Department of Civil and Environmental Engineering, New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ 07102, USA.
Marine pollution bulletin
|February 5, 2025
概括
使用水喷气的地下机械分散 (SSMD) 为海底石油泄漏反应提供了一个无化学品的替代方案. 模拟显示SSMD显著减少油滴大小,表明其潜在的可行性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 流体动力学 流体动力学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 海底石油释放带来了重大的环境风险.
- 化学分散剂是传统使用的,但有局限性.
- 表面下机械分散 (SSMD) 是一种新的替代方法.
研究的目的:
- 调查SSMD作为化学分散剂的替代品的有效性,以减轻海底石油泄漏.
- 为了评估冲击油柱的水喷气的分散潜力.
- 评估水流速对油滴大小和分布的影响.
主要方法:
- 使用Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) 和混合方程进行计算流体动力学 (CFD) 建模.
- 进行了小规模和大规模的水喷气-石油相互作用模拟.
- 使用以下指标评估分散:空间扩散,最大稳定的滴滴直径 (D95) 和能量消耗率保持产物.
主要成果:
- 小规模模拟显示,油柱偏移和液滴大小与实验室观测有很好的一致性.
- 大规模模拟表明,在特定的水流量下,SSMD将D95降低了40%和80%.
- 在模拟领域成功量化了石油的扩散和分布.
结论:
- 使用水喷射的SSMD显示为初始石油泄漏分散的可行技术的承诺.
- 足够高的水流量对于有效的分散至关重要.
- 需要进一步的实验验证,以确认SSMD的全部潜力,特别是对于含有气体的石油释放.
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