本文關(guān)鍵詞：船用LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存特性的研究

  更多相關(guān)文章： LNG儲(chǔ)罐 安全儲(chǔ)存 數(shù)值模擬 熱響應(yīng)

【摘要】：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(chǔ)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)選擇的優(yōu)質(zhì)能源之一,特別是近些年來(lái)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(zhǎng)最快的能源行業(yè)之一。由于保溫性能的限制,通過(guò)壁面進(jìn)入的熱量必然對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)部LNG流體的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)產(chǎn)生影響,儲(chǔ)罐內(nèi)部氣壓的變化不僅影響到運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益,同時(shí)過(guò)高的氣體壓力亦會(huì)對(duì)船舶的安全運(yùn)行造成安全隱患。因此,針對(duì)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)部流體的熱響應(yīng)進(jìn)行研究,以獲得儲(chǔ)罐內(nèi)流體的流動(dòng)傳熱規(guī)律對(duì)于LNG船舶安全儲(chǔ)運(yùn)來(lái)說(shuō)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(guó)內(nèi)外對(duì)低溫液體儲(chǔ)存問(wèn)題的研究現(xiàn)狀,并運(yùn)用多項(xiàng)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(jì)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(chǔ)罐作為研究對(duì)象,根據(jù)該型儲(chǔ)罐的特點(diǎn)進(jìn)行了物理模型簡(jiǎn)化,提出相關(guān)假設(shè)條件,建立了常溫環(huán)境中LNG儲(chǔ)罐熱響應(yīng)過(guò)程的物理模型和數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)LNG儲(chǔ)罐響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算。在模擬計(jì)算過(guò)程中用Realizable k-e湍流模型來(lái)描述流體湍流流動(dòng),用VOF模型處理兩相流動(dòng),通過(guò)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(guò)程中氣液兩相間的質(zhì)量和能量的變化情況。通過(guò)LNG儲(chǔ)罐熱響應(yīng)仿真模擬得到的儲(chǔ)存過(guò)程中速度、溫度、壓力等流場(chǎng)信息,分析不同時(shí)刻儲(chǔ)罐內(nèi)的流動(dòng)傳熱特點(diǎn),得到在儲(chǔ)存過(guò)程中LNG儲(chǔ)罐內(nèi)流動(dòng)傳熱規(guī)律,為該型船用LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了依據(jù)。同時(shí)運(yùn)用熱力學(xué)模型計(jì)算方法對(duì)LNG儲(chǔ)罐無(wú)損儲(chǔ)存過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算,并將儲(chǔ)罐的熱響應(yīng)模擬結(jié)果與熱力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,并對(duì)幾種熱力學(xué)模型計(jì)算的假設(shè)條件的適用性進(jìn)行了探討分析,為工程設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)熱力學(xué)計(jì)算模型的選取提供了一定的借鑒和參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：LNG儲(chǔ)罐 安全儲(chǔ)存 數(shù)值模擬 熱響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U674.133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 課題研究的意義和價(jià)值12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 低溫流體無(wú)損存儲(chǔ)規(guī)律的研究13-14
• 1.3.2 LNG安全儲(chǔ)存技術(shù)存在的問(wèn)題14-15
• 1.4 本論文主要的工作及方法15
• 1.5 本章小結(jié)15-17
• 第2章 甲烷的熱力學(xué)性質(zhì)與物性參數(shù)17-25
• 2.1 基本物性參數(shù)17
• 2.2 熱力學(xué)性質(zhì)17-22
• 2.2.1 密度17-19
• 2.2.2 飽和溫度19-20
• 2.2.3 蒸發(fā)潛熱20
• 2.2.4 比熱容20-21
• 2.2.5 比焓21-22
• 2.3 遷移性質(zhì)22-23
• 2.3.1 粘度22-23
• 2.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)23
• 2.3.3 熱膨脹系數(shù)23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 基于傳統(tǒng)熱力學(xué)模型方法的儲(chǔ)罐熱響應(yīng)計(jì)算25-35
• 3.1 LNG儲(chǔ)罐概述25-27
• 3.2 儲(chǔ)罐漏熱量計(jì)算27-30
• 3.2.1 流體物性及對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算27-28
• 3.2.2 儲(chǔ)罐漏熱率計(jì)算28-30
• 3.3 儲(chǔ)罐內(nèi)流體升溫、升壓計(jì)算30-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第4章 LNG儲(chǔ)罐熱響應(yīng)仿真模擬35-67
• 4.1 LNG儲(chǔ)罐熱響應(yīng)物理模型35-36
• 4.2 假設(shè)條件36
• 4.3 數(shù)學(xué)模型36-45
• 4.3.1 基本守恒方程37
• 4.3.2 湍流流動(dòng)模型37-40
• 4.3.3 固壁邊界條件處理40-41
• 4.3.4 兩相流模型41-43
• 4.3.5 蒸發(fā)模型43-45
• 4.4 求解方法45-48
• 4.5 應(yīng)用軟件介紹48-51
• 4.5.1 Fluent軟件介紹48-49
• 4.5.2 Fluent軟件數(shù)值求解方法49-51
• 4.6 網(wǎng)格劃分51
• 4.7 邊界條件及初始條件51
• 4.8 計(jì)算模型51-54
• 4.9 流場(chǎng)初始化54-56
• 4.10 計(jì)算結(jié)果及流場(chǎng)分析56-65
• 4.10.1 計(jì)算結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證56-57
• 4.10.2 流場(chǎng)分析57-63
• 4.10.3 同傳統(tǒng)的熱力學(xué)計(jì)算模型進(jìn)行對(duì)比分析63-65
• 4.11 本章小結(jié)65-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-75
• 致謝75

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本文編號(hào)：1068093