【摘要】：隨著我國居民生活水平的逐步提高,人們對環(huán)境保護的意識逐步增強,特別是近年來我國大氣污染愈加嚴重的趨勢,使得清潔能源的使用迫在眉睫。液化石油氣(Liquefied petroleum gas,LPG)是一種清潔環(huán)保、方便使用、燃燒效率高的優(yōu)質(zhì)能源,其發(fā)熱量高、污染少,已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域。LPG儲罐在使用過程中長期暴露于空氣中,在外界氣溫變化和太陽日照輻射影響下,儲罐內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度場。由于液化石油氣沸點低且體積膨脹系數(shù)大,隨著外界環(huán)境熱量不斷透過罐壁傳至罐內(nèi),導(dǎo)致LPG蒸發(fā),罐內(nèi)壓力升高,當壓力升高超過罐體的承受能力時,就會發(fā)生燃燒爆炸等危險。因此,LPG儲罐日照傳熱過程研究受到很多學(xué)者的關(guān)注。近幾年出現(xiàn)一種隔熱效果顯著的反射性隔熱涂料也稱為太陽熱反射涂料,其作用機理主要是依據(jù)太陽光譜的分布,反射太陽光產(chǎn)生熱量的一部分能量,具有良好的隔熱效果。因此,反射涂層在LPG儲罐上的應(yīng)用成為LPG儲罐隔熱降溫的新興技術(shù)。本文基于FLUENT軟件建立三維LPG儲罐的日照傳熱模型,研究太陽輻射、環(huán)境溫度、風速、地理位置、儲罐材料參數(shù)和涂層參數(shù)等因素對LPG儲罐日照溫度場的影響。首先根據(jù)太陽物理學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)以及流體動力學(xué)的有關(guān)理論,分析了LPG儲罐與外界環(huán)境熱量傳遞的相關(guān)作用機理,建立LPG儲罐結(jié)構(gòu)日照溫度響應(yīng)計算模型。通過FLUENT軟件設(shè)置所需材料的物性參數(shù),選擇合適的物理模型和求解方法模擬LPG儲罐的日照傳熱過程。通過改變邊界條件對比不同涂層參數(shù)、有無涂層情況下的LPG儲罐的逐時溫度分布,以探究反射涂層的使用效果及失效情況。結(jié)果表明:反射涂層有較好的隔熱保溫作用,很大程度上保證了液化石油氣的穩(wěn)定性;反射涂層性能的衰減對LPG儲罐的傳熱過程有較大的影響;外部環(huán)境溫度升高引起儲罐熱量積累對傳熱過程影響較小。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE972
【圖文】：

一部分被反射或透過儲罐結(jié)構(gòu)，其中只有被吸收的部分的溫度場分布。儲罐中的介質(zhì)以液相界面劃分為氣相和液相上部分熱能穿過罐體表面涂層進入罐壁進而被吸收，經(jīng)過儲罐導(dǎo)熱質(zhì)，罐內(nèi)的液化氣體吸收了一定的熱量后逐漸地開始汽化、蒸發(fā)介質(zhì)由液態(tài)逐漸變成氣態(tài)而升高。此外，在環(huán)境溫度和風速的作受迫對流換熱，當環(huán)境溫度高于介質(zhì)溫度時，熱量將傳遞給罐內(nèi)境熱交換過程如圖 2.1 所示，傳熱過程包括進入罐體的部分太陽體結(jié)構(gòu)的輻射能、儲罐殼體進行的熱傳導(dǎo)、儲罐罐體對外部環(huán)境體表面進行的對流換熱等。

2kw/ m ； —自 1 月 1 日起算的日序數(shù)。陽傾角和時角[45]角是指將地心與日心連線后該線與地球的赤道平面所形成的夾角，道平面稱為黃道面。因黃道面和極軸之間是呈66.5 夾角，并不是垂公轉(zhuǎn)過程中所呈角度無論是大小還是在空中的方向都始終不變，因斷變化的角度，可按如下公式計算：( )36023.45 sin 284365δN = + —太陽傾角。況下地球始終繞著太陽進行公轉(zhuǎn)，為計算模擬方便，本文進行相反球進行運動并將其稱為“視運動”，如圖 2.2 所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬一平;楊帆;譚暢;王翠;;隔熱涂料研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報;2015年S1期

2 王雅麗;李會寧;曹德榕;陳仕箐;肖富平;;常用涂料隔熱效果的研究[J];現(xiàn)代涂料與涂裝;2015年03期

3 梁成鋒;;液化石油氣儲配安全管理[J];技術(shù)與市場;2015年03期

4 郭宇;倪正發(fā);杜文慶;李雪妮;;涂層厚度對水性彩色反射涂料反射率影響的研究[J];中國涂料;2015年02期

5 邢志祥;陳鑫宏;;儲罐水冷卻防護機理的研究進展[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2014年07期

6 魯玉祥;竇金江;葉勇;;熱反射復(fù)合涂層的設(shè)計和性能研究[J];化工新型材料;2013年06期

7 劉海峰;盛明爽;潘肇基;邱大健;郭志華;甘復(fù)興;;Synthesis of P(St-BA-MAA-SPAA) nano-latex and its application in high anti-corrisive coating[J];Journal of Central South University of Technology;2008年01期

8 殷燕子;曹陽;劉秀生;龔玲玲;;顏填料對太陽熱反射涂料性能的影響[J];電鍍與涂飾;2006年03期

9 孫元寶,朱煥勤,邱貞慧,費逸偉,魏賢勇;綠色太陽光譜反射涂層的性能研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2005年04期

10 張志遠,鄭其俊;反射隔熱防腐蝕涂料的模擬試驗及應(yīng)用[J];腐蝕與防護;2005年05期

本文編號：2721463