發(fā)布時間：2022-08-12 18:11

　　低溫液體如液氫、液氨、液氯和液氮等作為液態(tài)燃料、制冷劑和化工原料,具有易燃易爆、低溫、毒性等特點,一旦發(fā)生泄漏將會造成嚴重后果。相關(guān)研究工作主要關(guān)注低溫液體泄漏后混凝土基底的傳熱過程,將混凝土表面低溫液池假設(shè)為理想低溫條件,忽略上方液池的沸騰傳熱過程。本文通過實驗的方法研究混凝土熱傳導和低溫液池沸騰對流傳熱共同作用下低溫液池的傳熱汽化過程,提出低溫液池傳熱汽化過程的耦合計算方法,并在此基礎(chǔ)上探究不同泄漏基底情況對低溫液池傳熱汽化過程的影響。具體工作和結(jié)論如下:（1）搭建了低溫液體混凝土表面泄漏液池傳熱汽化可視化實驗平臺,主要包括測溫系統(tǒng)、測重系統(tǒng)、高速攝像和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及可視化液池沸騰汽化裝置,可實現(xiàn)低溫液池傳熱汽化過程中液池沸騰氣泡形態(tài)變化過程的高速攝錄以及混凝土溫度和液池質(zhì)量變化的高頻采集。（2）以液氮為低溫介質(zhì),開展了液氮混凝土表面泄漏液池傳熱汽化的實驗研究,考察了混凝土熱傳導和液氮池沸騰對流傳熱共同作用下液氮液池的傳熱汽化過程。實驗結(jié)果表明,液池汽化速率與時間平方根倒數(shù)近似呈線性關(guān)系,與半無限非穩(wěn)態(tài)一維熱傳導理論一致。實驗觀測到液池從膜態(tài)沸騰到過渡沸騰和核態(tài)沸騰模式轉(zhuǎn)變過程的氣... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 研究背景與意義
    1.2 低溫液池與地面?zhèn)鳠崞^程
        1.2.1 固體非穩(wěn)態(tài)半無限一維熱傳導過程
        1.2.2 低溫液池沸騰傳熱過程
    1.3 低溫液池汽化問題研究進展
        1.3.1 實驗研究
        1.3.2 泄漏源項理論計算模型
        1.3.3 數(shù)值模擬
    1.4 本文研究內(nèi)容
2 實驗系統(tǒng)和實驗方案
    2.1 實驗裝置
        2.1.1 可視化液氮汽化平臺
        2.1.2 高速圖像采集系統(tǒng)
        2.1.3 測溫系統(tǒng)
        2.1.4 測重系統(tǒng)
    2.2 實驗系統(tǒng)誤差分析
    2.3 實驗流程
    2.4 本章小結(jié)
3 低溫液體地面泄漏液池傳熱汽化行為研究
    3.1 混凝土基底導熱過程分析
        3.1.1 非穩(wěn)態(tài)半無限一維熱傳導問題判定
        3.1.2 混凝土熱物性參數(shù)計算
    3.2 液氮混凝土表面池沸騰過程的研究
        3.2.1 液氮混凝土表面池沸騰實驗結(jié)果
        3.2.2 液氮池沸騰曲線臨界點理論計算
        3.2.3 液氮混凝土表面不同沸騰模式下的氣泡特征
    3.3 本章小結(jié)
4 液氮混凝土表面泄漏液池傳熱汽化耦合計算方法的研究
    4.1 非穩(wěn)態(tài)半無限一維熱傳導理論模型
    4.2 沸騰經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式修正
        4.2.1 核態(tài)沸騰
        4.2.2 膜態(tài)沸騰
        4.2.3 過渡沸騰
        4.2.4 經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式沸騰曲線
    4.3 液氮混凝土表面泄漏液池傳熱汽化耦合計算方法
    4.4 低溫液體固體表面泄漏傳熱汽化過程分析
    4.5 本章小結(jié)
5 液氮泄漏到不同基底液池傳熱汽化行為的研究
    5.1 液氮泄漏到不同基底液池的傳熱汽化的實驗結(jié)果
        5.1.1 汽化速率和汽化質(zhì)量
        5.1.2 基底內(nèi)部溫度變化規(guī)律
    5.2 不同基底情況導熱過程分析
    5.3 液氮水面泄漏液池傳熱汽化過程分析
        5.3.1 液氮水面泄漏液池傳熱汽化實驗結(jié)果
        5.3.2 液氮水面泄漏池沸騰過程
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于RPI沸騰模型的液氮池內(nèi)核態(tài)沸騰過程模擬與分析[J]. 吳舒琴,李亦健,魏健健,金滔.  低溫工程. 2018(05)
[2]多孔表面的液氮池沸騰實驗研究[J]. 付鑫,任小軍,張鵬,江世臣.  低溫與超導. 2014(08)
[3]沸騰表面對液氮臨界熱流密度的影響實驗[J]. 張世一,張曉忠,金滔,湯珂,黃云舟.  低溫工程. 2011(04)
[4]抗凍融耐久性混凝土的配合比研究[J]. 王麗玫,梁雋.  四川建筑科學研究. 2010(02)
[5]我國天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略[J]. 安豐春,涂彬.  油氣田地面工程. 2007(11)

博士論文
[1]大型液化天然氣儲罐泄漏擴散數(shù)值模擬[D]. 莊學強.武漢理工大學 2012
[2]低溫液體無排放加注特性的理論與實驗研究[D]. 王彩莉.上海交通大學 2012

碩士論文
[1]LNG儲罐液相泄漏擴散過程的數(shù)值研究[D]. 趙聰.大連理工大學 2017
[2]液化天然氣泄漏擴散過程數(shù)值模擬[D]. 李雪.大連理工大學 2015



本文編號：3676358