液化天然氣作為一種燃燒熱值高,對環(huán)境污染性小的清潔能源,受到社會各界的廣泛關注,有關液化天然氣汽化設備的研究已成為學術的熱點。LNG梯級汽化器是一種通過合理布置熱管的蒸發(fā)段與冷凝段,實現(xiàn)了海水、丙烷及LNG三種工質在同一殼體內梯級換熱的熱管式換熱器。目前熱管式換熱器用于低溫液體汽化的研究較少,本文將該熱管式換熱器應用于LNG汽化,通過理論分析和數(shù)值模擬相結合的方法對該汽化器殼體中LNG、丙烷、海水三種工質耦合換熱特性進行研究。本文首先對該LNG梯級汽化器進行熱力學分析,建立該汽化器的熱阻分析模型并利用數(shù)值仿真的方法研究不同結構參數(shù)下LNG梯級汽化器內部腔體中流體的流場分布、溫度分布及壓力分布。為驗證文中模擬方法的合理性,將利用熱阻模型計算得到的理論結果與數(shù)值模擬結果進行對比,對比結果表明本文建立的熱阻模型是可行的,模擬結果是可靠的。為得到LNG梯級汽化器各腔體中熱管的最佳結構參數(shù),利用數(shù)值模擬的方法研究熱管排列方式及橫向管間距分別對LNG腔體、丙烷腔體及海水腔體中流體的出口溫度、平均對流換熱系數(shù)、流動壓降的影響。研究結果表明:LNG腔體中熱管排列為順排排列,橫向管間距為40 mm時,綜... 

【文章來源】：江蘇科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究意義
    1.2 汽化器的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 熱管換熱器的國內外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內容
第2章 熱管與熱管換熱器的設計計算方法
    2.1 熱管的工作原理
    2.2 熱管的設計
        2.2.1 熱管的工質
        2.2.2 吸液芯的選擇
        2.2.3 管殼材料的選取
        2.2.4 設計計算
    2.3 熱管換熱器的的設計方法
        2.3.1 常規(guī)設計計算法
        2.3.2 離散型計算方法
        2.3.3 定壁溫計算法
    2.4 本章小結
第3章 LNG梯級汽化器理論分析與研究
    3.1 LNG梯級汽化器熱力學模型
        3.1.1 熱阻模型
        3.1.2 管外換熱關聯(lián)式的選用
    3.2 流動阻力
    3.3 本章小結
第4章 數(shù)學模型及數(shù)值方法
    4.1 計算流體力學概述
    4.2 FLUENT軟件概述
    4.3 控制方程
    4.4 湍流模型
    4.5 多相流模型
    4.6 流體相變的UDF函數(shù)
    4.7 本文模擬方法的選取
    4.8 本章小結
第5章 LNG梯級汽化器數(shù)值模擬與結果分析
    5.1 物理模型
    5.2 網(wǎng)格劃分
    5.3 邊界條件
    5.4 計算參數(shù)
    5.5 LNG腔體模擬結果分析
        5.5.1 LNG腔體流場特性分析
        5.5.2 LNG腔體流動傳熱特性分析
        5.5.3 模型驗證
        5.5.4 誤差分析
    5.6 丙烷腔體模擬結果分析
        5.6.1 丙烷腔體流場特性分析
        5.6.2 丙烷腔體流動傳熱特性分析
    5.7 海水腔體模擬結果分析
        5.7.1 海水腔體流場特性分析
        5.7.2 海水腔體流動傳熱特性分析
    5.8 不同運行工況下LNG梯級汽化器換熱性能分析
    5.9 本章總結
第6章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3369052