LNG超级开架式气化器传热特性计算

发布时间：2017-10-07 18:29

  本文关键词：LNG超级开架式气化器传热特性计算

  更多相关文章： 超级开架式气化器 传热管 分布参数模型 数值计算 对流传热

【摘要】：随着我国天然气需求量的快速增长,天然气供需矛盾日益严重,国内自产的天然气已远远不能满足消费需求,对外依存度逐年上升,因此我国液化天然气(Liquid Natural Gas,简称LNG)产业将面临巨大挑战。气化器是LNG气化站和接收终端的核心设备,但我国已建成的LNG接收站所用气化器均为进口,价格高昂且进货周期长,严重受制于人。本文针对LNG超级开架式气化器(Super Open-Rack Vaporizer,SuperORV)进行研究,基于能量平衡分析建立了用于SuperORV传热管传热特性预测的分布参数计算模型,模型中分别采用不同的离散方程组描述在结冰和未结冰条件下气化段和加热段的传热过程。在该模型基础上开发了SuperORV传热管传热特性计算程序,对SuperORV传热管的传热性能进行了数值计算,获得了传热管中流体和管壁温度以及对流传热系数的分布曲线,分析了运行参数和强化传热措施对其传热特性的影响。计算结果显示同时采用外管内翅片和螺旋纽带两种传热强化措施时能够显著提高SuperORV传热管的传热性能。通过与实验数据进行对比,发现大部分计算结果与实验结果吻合较好,验证了所建模型的准确性,并分析了超临界压力下SuperORV传热管的传热特性,得出超临界压力下所需传热管的最小尺寸明显缩短。本论文对SuperORV传热管的传热特性进行计算,研究结果能够为我国超级开架式气化器传热管结构及性能优化设计提供技术支持和理论依据,具有重要的学术意义和工程应用价值。
【关键词】：超级开架式气化器 传热管 分布参数模型 数值计算 对流传热
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE96
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 课题背景及意义7-8
• 1.2 LNG接收终端8-11
• 1.2.1 LNG接收站项目8-9
• 1.2.2 LNG接收终端工艺流程9-11
• 1.2.3 LNG气化站工艺流程11
• 1.3 LNG气化器分类11-15
• 1.4 国内外研究现状15-16
• 1.4.1 国外研究现状15
• 1.4.2 国内研究现状15-16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第二章 SuperORV传热机理及模型的建立17-28
• 2.1 两相流与管内流动沸腾换热17-20
• 2.1.1 气液两相流17-18
• 2.1.2 管内流动沸腾传热18-19
• 2.1.3 气泡热力学及动力学19-20
• 2.2 传热模型的建立20-23
• 2.2.1 物理模型20-21
• 2.2.2 计算模型21-23
• 2.3 传热经验公式的选取23-25
• 2.4 求解过程25-26
• 2.5 强化传热技术26
• 2.6 SpuerORV强化措施的计算26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第三章 亚临界压力下SuperORV传热管传热特性计算及分析28-43
• 3.1 模型的有效性验证28-29
• 3.2 传热管尺寸及计算边界条件（一）29
• 3.3 SuperORV传热管传热特性计算结果与分析29-31
• 3.4 参数变化的影响31-36
• 3.4.1 运行压力的影响31-32
• 3.4.2 LNG进口流量的影响32-33
• 3.4.3 海水/LNG流量比的影响33-34
• 3.4.4 LNG流量分配比的影响34-35
• 3.4.5 强化传热措施的影响35-36
• 3.5 传热管尺寸及计算边界条件（二）36-37
• 3.6 SuperORV传热管传热特性计算结果与分析37-38
• 3.7 参数变化的影响38-42
• 3.7.1 运行压力的影响38-39
• 3.7.2 海水/LNG流量比的影响39-40
• 3.7.3 LNG流量分配比的影响40-41
• 3.7.4 强化传热措施的影响41-42
• 3.8 本章小结42-43
• 第四章 超临界压力下SuperORV传热管传热特性计算及分析43-57
• 4.1 甲烷的热物性分析43-44
• 4.2 模型的有效性验证44-45
• 4.3 传热管尺寸及计算边界条件（一）45
• 4.4 SuperORV传热管传热特性计算结果与分析45-46
• 4.5 参数变化的影响46-51
• 4.5.1 运行压力的影响46-47
• 4.5.2 LNG进口流量的影响47-48
• 4.5.3 海水/LNG流量比的影响48-49
• 4.5.4 LNG流量分配比的影响49-50
• 4.5.5 强化传热措施的影响50-51
• 4.6 传热管尺寸及计算边界条件（二）51
• 4.7 SuperORV传热管传热特性计算结果与分析51-52
• 4.8 参数变化的影响52-56
• 4.8.1 运行压力的影响52-53
• 4.8.2 海水/LNG流量比的影响53-54
• 4.8.3 LNG流量分配比的影响54-55
• 4.8.4 强化传热措施的影响55-56
• 4.9 亚/超临界压力下传热管传热特性对比56
• 4.10 本章小结56-57
• 第五章 结论与展望57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文63-64

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本文编号：989412