跨临界LNG管内流动与换热特性研究
我国天然气消费日益增加，而有关设备技术研究相对落后，严重阻碍了我国天然气工业的发展。SCV是LNG接收终端的关键设备，但国内有关于SCV的研究很少。本文使用CFD方法，对SCV管内跨临界LNG流动与换热进行了研究。 1)通过对比不同压力下LNG和CH4物性，得出在压力较高时可以使用CH4来替代LNG进行数值计算。 2)使用2D轴对称模型，对整个管长内超临界CH4流动与换热特性进行数值研究，并分析压力、水浴温度和质量流率对流动和换热的影响。结果表明h在临界温度点达到峰值，有利于对流换热;提高压力会使h有所增加;水浴温度的提高导致h减小;质量流率对h影响最大，随着质量流率增加h增幅很大。 3)使用3D直管模型，研究重力在超临界CH4管内流动和换热的作用。由于密度分布不均匀，在重力作用下管内CH4的流动和换热沿环向发生了扭曲;重力可以促进对流换热，尤其是在临界温度附近。随着质量流率的增加Ri值变小，自然对流作用减弱。 4)使用3D U形管模型，研究二次流对超临界CH4在弯管中的流动和换热特性。受离心力作用，U形管内流动和换热沿环向分布不均匀;U形管内h比直管要大的多，表明二次流能强化管内对流传热。质量流率提高能增强二次流，对换热越有利;在U形管内重力作用引起的自然对流作用可以忽略;U形管内二次流会对后续一定距离的直管段流动和换热产生影响，该范围内换热得到强化。
天然气;跨临界;管内流动;换热特性;数值计算
大连理工大学
硕士
化工过程机械
武锦涛
2015
中文
TE974.4;TK124
89
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）