【摘要】：近年來,隨著全球變暖、環(huán)境污染等問題日趨明顯,節(jié)能減排、綠色環(huán)保等問題越來越受到人們的關(guān)注,一些相關(guān)的法規(guī)標準也應(yīng)運而生。天然氣憑借其綠色高效的特點,其貿(mào)易量也在逐年增長。這使得作為LNG轉(zhuǎn)運裝備的中小型LNG加注船/運輸船也逐漸成為研究熱點。對于中小型LNG船來說,液艙主要以獨立C型艙為主。獨立C型低溫液艙的蒸發(fā)性能是目前研究的熱點與難點,也是影響LNG船營運能力以及經(jīng)濟性的關(guān)鍵所在。本文采用物理實驗與數(shù)值計算相結(jié)合的研究方式,分析了獨立C型低溫液艙的蒸發(fā)性能相關(guān)規(guī)律,并建立了合適的計算方法。本文的研究內(nèi)容主要分為以下幾個方面:1).闡述了以液氮為實驗工質(zhì)的1.5m3獨立C型低溫液艙蒸發(fā)性能實驗。實驗結(jié)果表明,低溫液艙內(nèi)部氣相溫度高于氣液交界面處的溫度,氣液交界面處的溫度高于液相溫度;并且低溫液體的蒸發(fā)是一個不穩(wěn)定的無規(guī)律的動態(tài)變化過程。2).本文提出了一種將低溫液艙絕熱維護系統(tǒng)及低溫流體蒸發(fā)相變耦合起來計算的蒸發(fā)率預(yù)報方法,并以此方法分析了1.5m3實驗液艙的蒸發(fā)性能,結(jié)果表明:液艙內(nèi)部溫度場上高下低,并且壁面附近流體溫度高于其內(nèi)部區(qū)域流體溫度;管路和鞍座會影響其附近區(qū)域溫度分布;低溫液體主要以蒸發(fā)的形式實現(xiàn)傳質(zhì)過程,并且在氣液界面處較為顯著;在自由蒸發(fā)狀態(tài)下,艙內(nèi)壓強呈現(xiàn)上低下高的分布規(guī)律;分析流場可以發(fā)現(xiàn),氣相流體速度高于液相流體,并且壁面附近流體速度高于內(nèi)部區(qū)域流體速度。3).通過數(shù)值計算的方式對比分析了晃蕩狀態(tài)下和靜置狀態(tài)下獨立C型低溫液艙蒸發(fā)性能的差異。分析結(jié)果表明:相比于靜置狀態(tài),液艙晃蕩后,氣液相之間以及流體與壁面之間的傳熱過程會加劇,進而會加劇液體的蒸發(fā);在同一充裝率下,晃蕩幅值越大,晃蕩頻率越靠近該充裝率下液艙的固有頻率,自由液面越紊亂,傳熱現(xiàn)象越顯著,蒸發(fā)越劇烈,同時壓強變化速度及變化幅度均越大;對于液艙內(nèi)的溫度場而言,晃蕩狀態(tài)的氣相溫度低于靜置狀態(tài)的氣相溫度,而液相溫度高于靜置狀態(tài)的溫度,并且晃蕩狀態(tài)時封頭區(qū)域溫度明顯低于靜置狀態(tài)相同區(qū)域處的溫度。4).三維模型計算結(jié)果表明,在25s時間內(nèi),晃蕩狀態(tài)下的壁面漏熱量高出靜置狀態(tài)下的壁面漏熱量20%左右,晃蕩運動對蒸發(fā)率的影響較顯著。本文提出了一種預(yù)報獨立C型低溫液艙蒸發(fā)率的預(yù)報方法,并通過數(shù)值計算探究了晃蕩運動對低溫液艙蒸發(fā)性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果對獨立C型艙的設(shè)計提供了指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.133.3

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 劉佳;;試析我國液化天然氣的海上運輸[J];國土資源情報;2014年12期

2 時光志;盛蘇建;;獨立C型液貨艙的傳熱分析及蒸發(fā)率計算[J];船海工程;2013年01期

3 何繼強;;小型LNG運輸船在中國的發(fā)展前景[J];船舶工程;2012年04期

4 劉文華;陸晟;;中小型LNG船C型獨立液貨艙蒸發(fā)率計算[J];船舶設(shè)計通訊;2012年01期

5 王武昌;李玉星;孫法峰;臧壘壘;;大型LNG儲罐內(nèi)壓力及蒸發(fā)率的影響因素分析[J];天然氣工業(yè);2010年07期

6 李玉星;王武昌;喬國發(fā);馮叔初;;密閉LNG儲罐內(nèi)的壓力和蒸發(fā)率[J];化工學(xué)報;2010年05期

7 張勇;液化天然氣(LNG)的海上運輸[J];水運工程;2004年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔡忠華;液貨船液艙晃蕩問題研究[D];上海交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 肖時雄;小型LNG船液罐儲運方案中的傳熱與升壓過程研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 丁玲;中小型LNG船C型獨立液罐設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 崔香;LNG蕩艙行為的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2008年

，

本文編號：2654284