本文關(guān)鍵詞：泄漏工況下的LNG外罐溫度場研究

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【摘要】：液化天然氣(LNG)在我國的能源結(jié)構(gòu)中的比重逐年增加。LNG儲罐作為LNG接收站的重要組成部分,其安全性對接收站至關(guān)重要。本文主要采用數(shù)值模擬的方法,模擬LNG從泄漏孔流出以后的動態(tài)泄漏過程。對內(nèi)罐中LNG泄漏時和泄漏液面平衡后的保溫層和外罐壁的溫度場變化進行分析,研究在不同條件下溫度場的變化并尋找單一條件不同時溫度場變化之間的聯(lián)系。首先,利用有限元軟件ANSYS下的Fluent建立了儲罐的保溫層和外罐壁的二維平面模型。先綜合分析泄漏孔的高度和面積對泄漏后溫度場的影響并尋找其規(guī)律同時分析熱保護角的作用;再單獨分析外界環(huán)境溫度對溫度場變化的影響。然后用Fluent建立儲罐的三維模型,選擇與前面一致的泄漏條件以便進行數(shù)據(jù)的分析對比。在對泄漏后的工況進行模擬分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)其它條件相同時,孔口面積越大外罐外壁面溫度達到最小值所用時間越短;離泄漏孔口高度越近的位置,其外罐外壁面溫度達到最小值所用時間越短;熱保護角在泄漏后對外罐底部保護作用明顯;泄漏后混凝土罐外壁面溫度變化受環(huán)境溫度影響巨大。而對比二維工況與三維工況的模擬結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)溫度變化略有差異但變化趨勢一致。本文的研究有助于分析泄漏后儲罐溫度場的變化趨勢。可以先建立一個完整的數(shù)據(jù)庫,在知道大致泄漏工況后可以分析出外罐溫度場如何變化。并在溫度場的變化基礎(chǔ)上研究應(yīng)力場的變化。
【關(guān)鍵詞】：LNG儲罐 溫度場 動態(tài)泄漏 熱保護角
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE972
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 LNG基本概況10-14
• 1.1.1 全球LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析10-11
• 1.1.2 LNG儲罐發(fā)展介紹11-12
• 1.1.3 LNG儲罐的分類12-14
• 1.2 對LNG儲罐泄漏后工況進行研究的意義14-15
• 1.3 LNG低溫儲罐泄漏工況的相關(guān)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文主要研究的內(nèi)容17-18
• 2 理論分析與仿真軟件介紹18-31
• 2.1 FLUENT軟件介紹18-19
• 2.2 多孔介質(zhì)理論介紹19-20
• 2.3 仿真模擬采用的FLUENT軟件模型介紹20-23
• 2.3.1 Fluent中多孔介質(zhì)模型20-22
• 2.3.2 Fluent中的流體體積（VOF）模型22-23
• 2.4 工程概況和仿真模擬假設(shè)以及參數(shù)整理23-27
• 2.4.1 工程概況23-25
• 2.4.2 仿真模擬假設(shè)25
• 2.4.3 仿真參數(shù)的整理與計算25-27
• 2.5 計算公式的推導(dǎo)和UDF的編寫27-29
• 2.6 創(chuàng)建模型與結(jié)果后處理29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 3 年平均環(huán)境溫度下二維LNG儲罐泄漏后溫度場研究31-55
• 3.1 模型驗證32-34
• 3.2 仿真結(jié)果分析與對比34-54
• 3.2.1 未發(fā)生泄漏時保溫層與外罐壁的平衡溫度場34-35
• 3.2.2 泄漏時和泄漏平衡后的保溫層和外罐壁溫度場分析35-42
• 3.2.3 發(fā)生泄漏后的外罐壁傳熱特性分析42-46
• 3.2.4 發(fā)生泄漏后不同時間的保溫層和外罐壁底部溫度場分析46-50
• 3.2.5 熱保護角作用分析50-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 不同環(huán)境溫度下二維LNG儲罐泄漏后外罐溫度場研究55-67
• 4.1 未發(fā)生泄漏時的外罐壁溫度場55-57
• 4.2 泄漏后不同工況的外罐壁溫度場研究57-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 5 年平均環(huán)境溫度下三維LNG罐泄漏后溫度場研究67-87
• 5.1 三維工況模型驗證69-70
• 5.2 三維仿真結(jié)果分析與對比以及與二維仿真結(jié)果的關(guān)系70-86
• 5.2.1 未發(fā)生泄漏時的保溫層和外罐壁溫度場70-73
• 5.2.2 三維工況下發(fā)生泄漏后的保溫層和外罐壁中間切面溫度場分析73-80
• 5.2.3 三維工況下發(fā)生泄漏后的外罐壁傳熱特性分析80-83
• 5.2.4 熱保護角作用分析83-86
• 5.3 本章小結(jié)86-87
• 結(jié)論與展望87-89
• 參考文獻89-92
• 致謝92-93
• 個人簡歷93

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本文編號：895256