船用LNG儲罐儲存特性的研究.pdf

1、LNG（液化天然氣）作為一種潔凈、便捷、高效的能源，以其環(huán)保、高熱值、儲運方便等優(yōu)點成為當(dāng)今人類社會選擇的優(yōu)質(zhì)能源之一，特別是近些年來隨著全球LNG生產(chǎn)和貿(mào)易的日益活躍，液化天然氣行業(yè)正成為全球增長最快的能源行業(yè)之一。由于保溫性能的限制，通過壁面進(jìn)入的熱量必然對儲罐內(nèi)部LNG流體的溫度場和壓力場產(chǎn)生影響，儲罐內(nèi)部氣壓的變化不僅影響到運輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，同時過高的氣體壓力亦會對船舶的安全運行造成安全隱患。因此，針對LNG儲罐內(nèi)部流體的熱響應(yīng)進(jìn)

2、行研究，以獲得儲罐內(nèi)流體的流動傳熱規(guī)律對于LNG船舶安全儲運來說具有重要的意義。
　　本文首先介紹了課題的研究背景以及意義，回顧了國內(nèi)外對低溫液體儲存問題的研究現(xiàn)狀，并運用多項式擬合的方法總結(jié)出了甲烷的各物性參數(shù)，為后續(xù)熱力學(xué)方法計算與仿真模擬研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然后以某型1100m3船用LNG儲罐作為研究對象，根據(jù)該型儲罐的特點進(jìn)行了物理模型簡化，提出相關(guān)假設(shè)條件，建立了常溫環(huán)境中LNG儲罐熱響應(yīng)過程的物理模型和數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用F

3、LUENT軟件對LNG儲罐響應(yīng)過程進(jìn)行了模擬計算。在模擬計算過程中用Realizable k-e湍流模型來描述流體湍流流動，用VOF模型處理兩相流動，通過UDS功能建立蒸發(fā)模型程序，添加因氣液間的蒸發(fā)而引起的質(zhì)量方程和能量方程中的源相，從而處理在熱響應(yīng)過程中氣液兩相間的質(zhì)量和能量的變化情況。通過LNG儲罐熱響應(yīng)仿真模擬得到的儲存過程中速度、溫度、壓力等流場信息，分析不同時刻儲罐內(nèi)的流動傳熱特點，得到在儲存過程中LNG儲罐內(nèi)流動傳熱規(guī)律，