强制对流空浴式深冷翅片管气化特性研究

发布时间：2021-02-12 18:24

　　建立考虑结霜的强制通风LNG空温式气化器中单根翅片管热质传递模型,实现翅片管管内、外耦合传热,基于VOF模型和Lee相变模型,并引入用户自定义函数,CFD模拟研究强制对流深冷翅片管气化性能,探讨送风温度和送风速度对其影响。研究结果表明:与自然对流相比,强制对流翅片管管内气相区长度占比从44.4%提高至58.3%,空气侧总换热系数增大约3倍;送风温度由273 K升高至323 K,结霜管段长度减少1.2 m;送风速度由2 m/s增至6 m/s,结霜管段长度减少0.8 m;送风温度303～313 K和送风速度4～5 m/s有利于经济地提高深冷翅片管气化性能。这为利用可再生能源和强制通风手段抑制深冷翅片管表面结霜技术提供了理论基础。 

【文章来源】：低温与超导. 2020,48(12)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

强制对流翅片管气化计算域

CFD求解流程见图2。为了解决VOF模型无法模拟流体不同相态间的质量交换及Fluent只能为一个流体域设置多相流模型的问题,本文分别编写管内侧热质交换UDF和管外空气侧热质交换UDF导入软件。

以翅片管外壁温度257 K、送风温度289 K、风速2 m/s、相对湿度80%的情况为例,图3给出了该模型计算结果与Hermes[15]和Kuang[16]的数据对比。可见,模型计算数据与Hermes实验数据的平均绝对误差为1.3%,且更贴近实验结果。因此,本文模型可用于预测强制对流翅片管管外结霜。4.2 强制对流深冷翅片管气化特性

【参考文献】：
期刊论文
[1]结霜工况下翅片管气化器表面气流换热特性试验研究[J]. 王明秋,陈叔平,姚淑婷,金树峰,刘丹,杨佳卉,李军,毛红威.  低温与超导. 2017(09)
[2]LNG空温式气化器换热机理及结霜工况下的换热计算[J]. 李澜,焦文玲,王海超.  天然气工业. 2015(10)

硕士论文
[1]空温式气化器纵向翅片管传热特性数值模拟[D]. 姜晨薇.西安石油大学 2016
[2]湿空气流经平翅片管表面传热传质的数值研究[D]. 王琳.大连理工大学 2016



本文编号：3031273