本文關(guān)鍵詞：開架式氣化器表面結(jié)冰傳熱數(shù)值模擬

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【摘要】：開架式氣化器(Open Rack Vaporizer,簡(jiǎn)稱ORV)以海水為熱媒,廣泛用于沿海LNG接收站。實(shí)際運(yùn)行中,當(dāng)海水流經(jīng)溫度低于冰點(diǎn)的換熱管冷表面時(shí),海水便會(huì)在換熱管外結(jié)冰,尤其是換熱管底部及集液管上結(jié)冰更為嚴(yán)重。冰層的出現(xiàn)會(huì)增大傳熱熱阻,大幅減弱換熱效果,并降低ORV的氣化效率。因此,研究換熱管表面結(jié)冰問題對(duì)ORV傳熱性能的影響,探究換熱管表面結(jié)冰規(guī)律,對(duì)于節(jié)約能源、降低經(jīng)濟(jì)成本有重要的意義。本文在調(diào)研大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,利用傳熱學(xué)及FLUENT軟件,研究了開架式氣化器換熱管傳熱特性及表面結(jié)冰情況,主要內(nèi)容及結(jié)論有:(1)介紹了LNG開架式氣化器的主要結(jié)構(gòu)組成、工作原理、工藝流程、影響氣化量的關(guān)鍵因素,并通過與其他類型氣化器進(jìn)行比較,分析了開架式氣化器的特點(diǎn)及使用條件。根據(jù)換熱管內(nèi)流體形態(tài)不同,將換熱管整個(gè)傳熱過程分為單液相區(qū)、氣液兩相區(qū)、單氣相區(qū)三個(gè)階段,并針對(duì)換熱管表面結(jié)冰與不結(jié)冰兩種工況,分別建立了三個(gè)換熱階段的傳熱計(jì)算模型,并得出整體傳熱系數(shù)K。(2)應(yīng)用FLUENT軟件,基于Realizable k-ε模型,針對(duì)4組換熱管模型進(jìn)行流固耦合傳熱計(jì)算,獲得不同海水液膜厚度、不同海水入口流速對(duì)換熱管傳熱性能的影響。結(jié)果表明:隨著海水液膜厚度的增厚,管內(nèi)LNG及管外海水溫度逐漸增大,速度梯度變化逐漸增大;隨著海水入口流速的增大,管內(nèi)LNG及管外海水溫度變化速率逐漸增大,速度梯度變化逐漸增大。(3)基于SolidificationMelting模型,數(shù)值分析了不同海水液膜厚度及海水入口流速對(duì)換熱管表面結(jié)冰的影響。結(jié)果表明:當(dāng)液膜厚度為1mm、海水入口流速為0.5m/s時(shí),結(jié)冰長(zhǎng)度最高達(dá)454mm�？梢�,換熱管外海水結(jié)冰受液膜厚度與海水入口流速影響很大;海水從上往下流動(dòng)過程中,換熱管外海水結(jié)冰率逐漸增大,冰層逐漸增厚,且結(jié)冰重點(diǎn)區(qū)域位于換熱管底部。因此,在ORV實(shí)際運(yùn)行中,為防止換熱管結(jié)冰,應(yīng)合理布置海水分布裝置,并對(duì)換熱管結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以增強(qiáng)ORV傳熱效果。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.5

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹清黨;楊大根;;開架式氣化器完整性管理[J];設(shè)備管理與維修;2015年06期

2 王向?qū)?程紹杰;王金昌;;開架式海水氣化器換熱管的防腐處理[J];石油化工腐蝕與防護(hù);2015年01期

3 劉家琛;巨永林;傅允準(zhǔn);;三種LNG海水氣化器的換熱計(jì)算模型及方法[J];低溫與超導(dǎo);2014年12期

4 趙俊;;國(guó)產(chǎn)化開架式氣化器鑒定會(huì)在川空大川公司召開[J];氣體分離;2014年01期

5 尹星懿;;浸沒燃燒式氣化器原理分析及方案優(yōu)化[J];城市燃?xì)?2014年02期

6 郭少儒;張尚文;郭長(zhǎng)瑞;周少斌;文曉龍;郭煜;席良賢;蘇厚德;;LNG開架式海水氣化器強(qiáng)化傳熱過程數(shù)值模擬[J];石油化工設(shè)備;2013年06期

7 仇德朋;郭雷;徐國(guó)峰;曲順利;;LNG接收站中開架式氣化器(open rack vaporizer)運(yùn)行分析[J];山東化工;2013年10期

8 王金昌;;LNG開架式海水氣化器設(shè)計(jì)選材[J];油氣田地面工程;2013年10期

9 王萌;金滔;湯珂;陳國(guó)邦;;超級(jí)開架式氣化器傳熱管換熱過程的數(shù)值模擬分析[J];天然氣工業(yè);2013年06期

10 周華;田士章;朱乾壯;王旭東;宮明;胡文江;陳帥;;LNG接收站開架式氣化器的最大操作負(fù)載[J];油氣儲(chǔ)運(yùn);2013年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫秋華;冰的力學(xué)性能及其與結(jié)構(gòu)相互作用力問題的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王萌;新型LNG汽化器傳熱性能分析及相關(guān)液膜傳熱實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 王立國(guó);LNG接受站工藝技術(shù)研究[D];東北石油大學(xué);2013年

3 樊玲;結(jié)冰融冰過程的數(shù)值模擬[D];南京航空航天大學(xué);2005年

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