LNG浸没燃烧式气化器传热特性的实验研究和数值模拟

发布时间：2022-01-02 19:13

　　作为国家经济发展的重大需求,液化天然气（LNG）的贸易量与日俱增,其中作为LNG接收站中的关键设备,LNG气化器的形式多种多样。相比于其他类型气化器,浸没燃烧式气化器（SCV）具有热效率高,结构紧凑、启动较快等优点。目前,针对SCV传热特性的研究多停留在单因素考察,不能对管、壳层各潜在的传热影响因素进行综合评估,从而进一步阐明SCV传热的制约因素。本文针对SCV管、壳程的主要传热特点,搭建SCV冷模实验装置并设计多组实验,对管程入口温度、水浴温度、热空气温度、热空气进量和初始液位高度等多因素对传热的影响展开研究;此外,借助于数值模拟,更为细致地考察了实验难于研究的LNG在管内流动过程中的传热规律,并为SCV的传热计算选取适当模型,为设计和实际工程应用提供可靠基础。SCV壳程的流场形态及温度分布是影响其传热性能的关键,管程入口温度、壳程水浴温度、进气温度、进气量和初始液位高度等各因素均是决定壳程流场形态和温度分布的关键因素。为了评估各因素的综合作用机制,本文设计了多因素交叉的冷模实验,结果表明:（1）通过提高管程入口温度及水浴温度有助于减小换热管近壁处的边界层厚度及边界层内的传热热阻,从... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 天然气的应用与发展
        1.1.1 天然气的应用
        1.1.2 天然气贸易
        1.1.3 LNG接收终端
    1.2 LNG气化器
        1.2.1 开架式气化器
        1.2.2 空温式气化器
        1.2.3 中间介质式气化器
        1.2.4 浸没燃烧式气化器
        1.2.5 LNG气化器的选型
    1.3 浸没燃烧式气化器的研究现状
    1.4 SCV的主要传热过程
        1.4.1 超临界流体混合对流传热
        1.4.2 气液两相流横掠管束传热
    1.5 本课题研究内容
2 SCV冷模实验系统
    2.1 实验装置与数据测量
    2.2 实验流程与数据处理
    2.3 数据处理
    2.4 本章小结
3 SCV传热特性分析
    3.1 SCV传热机理的理论分析
    3.2 SCV传热特性实验分析
        3.2.1 系统温度分布分析
        3.2.2 系统流动形态分析
        3.2.3 系统传热性能分析
    3.3 本章小结
4 SCV管程流动传热的数值模拟
    4.1 CFD简介
    4.2 问题描述与数值模型
    4.3 超临界流体物性的拟合
    4.4 物理模型与求解器设置
    4.5 模型验证
    4.6 管内流动与传热分析
        4.6.1 轴向
        4.6.2 径向
        4.6.3 环向
    4.7 操作条件对管内流动与传热的影响
    4.8 与现有公式的对比
    4.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]国内首台浸没燃烧式气化器SCV研发关键技术[J]. 梅丽,魏玉迎,戚家明.  天然气技术与经济. 2017(S1)
[2]液化天然气浸没燃烧式气化器工艺计算[J]. 芦德龙,张尚文,文晓龙,周少斌,李金波,武艳波,荀娇,吕甜甜.  石油化工设备. 2017(04)
[3]浸没燃烧式LNG气化器工况对压力波动的影响[J]. 杨东升,康凤立,刘燕,史永征,郭全.  煤气与热力. 2017(05)
[4]浸没燃烧式LNG气化器火焰稳定性实验研究与数值模拟分析[J]. 杜可心,史永征,康凤立,刘蓉,郭全.  中国科技论文. 2017(05)
[5]SCV耦合传热特性实验研究与数值模拟[J]. 韩昌亮,任婧杰,王焱庆,董文平,毕明树.  化工学报. 2017(03)
[6]沉浸式汽化器壳程流体传热实验与数值模拟[J]. 韩昌亮,任婧杰,董文平,张康,毕明树.  化工学报. 2016(10)
[7]浸没燃烧式LNG气化器燃烧器的研究[J]. 刘世俊,郭超,雷江震,吉天晓,杨贤潮.  城市燃气. 2016(05)
[8]浸没燃烧式LNG气化器水浴气化传热计算[J]. 康凤立,孙海峰,熊亚选,邓展飞,刘蓉.  油气储运. 2016(04)
[9]液化天然气浸没燃烧式气化器数值模拟方法研究[J]. 粘权鑫,郭少龙,方文振,陶文铨.  西安交通大学学报. 2016(01)
[10]浸没燃烧法在LNG气化工艺中的应用[J]. 刘世俊,郭超.  城市燃气. 2015(12)

硕士论文
[1]浸没燃烧室压力波动的冷态实验研究[D]. 杨东升.北京建筑大学 2017
[2]浸没燃烧式气化器的传热结构设计[D]. 韩冬艳.大连理工大学 2016
[3]浸没式燃烧器火焰稳定性数值模拟与实验研究[D]. 康凤立.北京建筑大学 2016
[4]LNG浸没燃烧型汽化器流动传热特性研究[D]. 张康.大连理工大学 2016
[5]浸没燃烧式LNG气化器模拟实验研究[D]. 李泓钰.北京建筑大学 2015
[6]跨临界LNG管内流动与换热特性研究[D]. 靳书武.大连理工大学 2015
[7]浸没燃烧式LNG气化器的传热计算与数值仿真[D]. 孙海峰.北京建筑大学 2014
[8]LNG沉浸式燃烧型气化器数值模拟[D]. 于国杰.大连理工大学 2009
[9]LNG沉浸式汽化器流动传热过程数值模拟[D]. 窦兴华.大连理工大学 2007



本文编号：3564730