LNG液貨艙在正式裝載貨物LNG前需要進行預冷操作緩慢降溫。這是由于LNG是低于-162^oC的超低溫液貨,為了結構安全考慮,不能在液貨艙處于常溫的狀態(tài)下直接裝載,否則將引起安全問題。本文從LNG液貨艙預冷過程中所受局部溫度應力的角度為液貨艙設計預冷方案,主要研究的對象是獨立C型LNG液貨艙。采用有限元軟件Ansys實現(xiàn)液貨艙熱應力耦合分析。首先建立液貨艙熱分析模型模擬液貨艙預冷過程中各個時刻的溫度場分布。然后將這個過程中各個時刻的溫度場結果提取出來,轉化為溫度體載荷施加到液貨艙熱應力分析模型上,求解預冷過程中各個時刻液貨艙的溫度應力分布,并以規(guī)范中對液貨艙應力的要求為判斷依據(jù),監(jiān)控液貨艙在預冷過程中各個時刻的溫度應力是否在安全范圍內。在液貨艙熱分析部分中必須建立貨艙內的氣體域模型,模擬艙內流動氣體將噴淋點處的低溫傳遞到艙壁其他位置的過程。這時需要對這部分氣體域模型施加合適的傳熱系數(shù)。由于這部分牽涉到流動傳熱及相變等過程,這在Ansys中難以模擬,目前又沒有合適的經驗公式可以參考,因此采用Fluent軟件對液貨艙內氣體域在預冷中的流動傳熱過程進行模擬。提取貨艙在預冷... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 預冷技術簡介及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 預冷操作及技術簡介
        1.2.2 預冷預報技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.3 LNG液貨艙熱應力研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 論文研究內容與研究目的
2 預冷仿真過程原理及方法簡述
    2.1 傳熱分析原理簡介
        2.1.1 傳熱學基本原理
        2.1.2 基于Ansys有限元的非穩(wěn)態(tài)傳熱原理
        2.1.3 基于Ansys的熱應力耦合
    2.2 結構許用應力說明
    2.3 小結
3 艙內氣體等效傳熱系數(shù)計算
    3.1 Fluent軟件及原理簡介
        3.1.1 多相流模型
        3.1.2 用戶自定義函數(shù)（UDF）簡介
    3.2 液貨艙預冷過程流場分析
        3.2.1 流場分析假設與簡化
        3.2.2 物性參數(shù)及相變模型設置
        3.2.3 邊界條件與初始條件
        3.2.4 計算結果
    3.3 等效傳熱系數(shù)計算
    3.4 小結
4 基于有限元的液貨艙預冷過程仿真
    4.1 問題的假設與簡化
    4.2 液貨艙預冷過程溫度場分析
        4.2.1 建立LNG液貨艙熱分析有限元模型
        4.2.2 邊界條件與初始條件
        4.2.3 加載計算
    4.3 預冷過程中結構溫度應力計算
        4.3.1 建立LNG液貨艙熱應力分析有限元模型
        4.3.2 邊界條件
        4.3.3 加載計算
    4.4 30方液貨艙預冷過程有限元仿真
        4.4.1 液貨艙基本信息
        4.4.2 噴淋方案設計
        4.4.3 液貨艙溫度變化規(guī)律及預冷時間
        4.4.4 預冷過程結構熱應力變化規(guī)律
    4.5 小結
5 噴淋方案設計關鍵問題研究
    5.1 預冷局部最大噴淋面積計算
    5.2 LNG液貨艙噴淋孔布置優(yōu)化研究
    5.3 小結
6 不同尺度的C型液貨艙預冷分析
    6.1 最大噴淋面積計算
    6.2 液貨艙預冷時間分析
    6.3 液貨艙預冷熱應力分析
    6.4 冷卻介質平均質量流量計算
    6.5 小結
7 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3161158