隨著能源環(huán)保節(jié)能發(fā)展政策的提出,液化天然氣工業(yè)的發(fā)展受到了全世界各個行業(yè)的廣泛關(guān)注�？諟厥綒饣髯鳛榄h(huán)保型氣化器,被越來越多的液化天然氣（LNG）接收站采用。目前,加強對空溫式氣化器的理論和實踐研究是我國LNG工業(yè)中十分重要的一個課題。本文針對LNG空溫式氣化器縱向翅片管建立了相應(yīng)的數(shù)學及物理模型,對進行有限元分析的流體域進行了網(wǎng)格劃分,確定了相應(yīng)的邊界條件,對翅片管內(nèi)沿程物性與流場進行了分析,討論了空氣溫度、進口流速、運行壓力以及翅片結(jié)構(gòu)對空溫式氣化器縱向翅片管耦合傳熱以及氣化效率的影響。超臨界工況下,超臨界LNG出口壓力越大或者進口流速越大,管內(nèi)流體溫度上升越慢,出口溫度也會相應(yīng)的降低。管外空氣溫度的波動對整個翅片管換熱影響最為明顯,溫度越高管內(nèi)流體溫度上升越快,翅片管出口溫度也相應(yīng)升高;當翅片個數(shù)與高度增加時,換熱效果增強。亞臨界工況下,空氣溫度的變化對氣化效率影響最大,溫度升高時,有較好的換熱效果,氣化速率相應(yīng)提高,管內(nèi)工質(zhì)更早的到達單相氣段;出口壓力越高的管內(nèi)流體越晚進入兩相區(qū),并且兩相區(qū)溫度越高;當流速增大時,單相液區(qū)管程增長,單相氣區(qū)管程縮小;當翅片個數(shù)與高度增加時,耦合... 

【文章來源】：西安石油大學陜西省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 LNG氣化器簡介
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 流動沸騰研究
        1.3.2 超臨界流動與傳熱
        1.3.3 空氣側(cè)結(jié)霜
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 流體介質(zhì)熱物性參數(shù)
    2.1 超臨界LNG熱物性參數(shù)
    2.2 甲烷熱物性參數(shù)
    2.3 干空氣熱物性參數(shù)
    2.4 UDF
    2.5 本章小結(jié)
第三章 LNG空溫式氣化器傳熱傳質(zhì)特性分析
    3.1 多相流理論
    3.2 管內(nèi)傳熱傳質(zhì)分析
        3.2.1 熱傳遞的基本形式
        3.2.2 超臨界LNG管內(nèi)湍流對流換熱
        3.2.3 管內(nèi)沸騰傳熱
    3.3 管外空氣側(cè)對流傳熱分析
        3.3.1 翅片管外空氣流動狀態(tài)
        3.3.2 大空間自然對流
    3.4 本章小結(jié)
第四章 超臨界LNG縱向翅片管數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬軟件介紹
    4.2 數(shù)學模型的建立
        4.2.1 模型簡化假設(shè)
        4.2.2 通用控制方程
        4.2.3 多項流模型的確定
        4.2.4 湍流流動模型
    4.3 數(shù)值模擬
        4.3.1 操作參數(shù)
        4.3.2 網(wǎng)格劃分
        4.3.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        4.3.4 邊界條件
    4.4 模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 翅片管內(nèi)沿程物性分析
        4.4.2 翅片管內(nèi)沿程流場分析
    4.5 進口流速對換熱的影響
    4.6 運行壓力對換熱的影響
    4.7 空氣溫度對換熱的影響
    4.8 翅片結(jié)構(gòu)對換熱的影響
        4.8.1 翅片個數(shù)對換熱的影響
        4.8.2 翅片高度對換熱的影響
    4.9 本章小結(jié)
第五章 空溫式氣化器縱向翅片管傳熱特性分析
    5.1 空溫式氣化器流場分析
    5.2 翅片管流固耦合傳熱特性分析
    5.3 空氣溫度對換熱的影響
    5.4 進口流速的對換熱的影響
    5.5 運行壓力對換熱的影響
    5.6 翅片結(jié)構(gòu)對換熱的影響
        5.6.1 翅片個數(shù)對換熱的影響
        5.6.2 翅片高度對換熱的影響
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間參加科研情況及獲得的學術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ANSYS的管道外自然對流換熱系數(shù)的確定[J]. 程宇,張巨偉.  當代化工. 2015(11)
[2]水平圓管內(nèi)超臨界甲烷對流換熱數(shù)值模擬[J]. 靳書武,武錦濤,銀建中.  應(yīng)用科技. 2015(05)
[3]SCV蛇形換熱管內(nèi)超臨界LNG傳熱特性數(shù)值模擬[J]. 張康,韓昌亮,任婧杰,周一卉,畢明樹.  化工學報. 2015(12)
[4]基于FLUENT的液氮相變傳熱的數(shù)值模擬[J]. 張朋,吳志林.  低溫與超導. 2014(08)
[5]LNG接收站及其工藝發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 劉名瑞,陳天佐.  當代化工. 2014(06)
[6]超臨界LNG管內(nèi)流動與換熱特性研究[J]. 李仲珍,郭少龍,陶文銓.  工程熱物理學報. 2013(12)
[7]乙烷/丙烷混合工質(zhì)流動沸騰傳熱研究[J]. 陳高飛,公茂瓊,鄒鑫,吳劍峰,汪勝.  工程熱物理學報. 2011(09)
[8]基于MUSIG模型的低溫流體過冷沸騰數(shù)值模擬[J]. 文鍵,王斯民,厲彥忠.  化學工程. 2010(11)
[9]空溫式深冷翅片管氣化器表面結(jié)霜特性實驗研究[J]. 陳叔平,來進琳,殷勁松,賴永才,王炫松.  制冷學報. 2010(04)
[10]豎直星型翅片管結(jié)霜的實驗研究[J]. 趙鵬,李祥東,汪榮順,趙平.  低溫與超導. 2009(08)

碩士論文
[1]浸沒燃燒式LNG氣化器的傳熱計算與數(shù)值仿真[D]. 孫海峰.北京建筑大學 2014



本文編號：3044804