SuperORV傳熱管傳熱特性的數(shù)值模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著能源危機和環(huán)境問題日益嚴峻,液化天然氣作為一種清潔高熱值能源備受國際社會關注。液化天然氣(Liquid Nature Gas,簡稱LNG)需要再氣化并加熱到常溫才能使用,因此LNG氣化器是液化天然氣氣化站和接收終端中必不可少的核心設備。作為一種新型的開架式氣化器,超級開架式氣化器(Super Open Rack Vaporizer,簡稱SuperORV)已成為目前應用最廣泛的LNG加熱氣化技術。
  論文以超級開架式氣化器為應

2、用背景,建立了SuperORV新型傳熱管氣化段的物理模型和數(shù)值模型,采用計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱為CFD)商用軟件ANYSY對超臨界壓力下SuperORV新型傳熱管中LNG的流動和傳熱特性進行了數(shù)值模擬計算,獲得了超臨界壓力條件下SuperORV新型傳熱管內低溫LNG的湍流流場及溫度分布特性,傳熱管內流體溫度和傳熱管管壁溫度以及表面對流傳熱系數(shù)的分布規(guī)律,分析了內外翅片以及螺旋紐帶等結

3、構對管內對流傳熱的強化作用。在此基礎上,討論了壓力、環(huán)形通道和內管中LNG流量比等運行參數(shù)對SuperORV新型傳熱管內的超臨界LNG傳熱特性的影響。
  數(shù)值模擬結果表明:(1)傳熱管螺旋擾流桿明顯存在垂直于軸向的二次流,能在很大程度上加強管內流體的混合力度,具有提高湍流強度、削弱邊界層的作用,強化傳熱技術可以顯著提高SuperORV新型傳熱管的傳熱性能;(2)隨著壓力的增大,SuperORV新型傳熱管主流平均溫度隨著壓力增加而

4、逐漸增大,壓力為5MPa時換熱系數(shù)變化幅度最大,因為5MPa是甲烷的超臨界壓力,在擬臨界點附近,超臨界甲烷的換熱系數(shù)顯著增大,SuperORV新型傳熱管管內出現(xiàn)了明顯的傳熱強化現(xiàn)象;隨著LNG流量分配比的增大,傳熱管環(huán)形通道內的LNG對流傳熱有所減弱。壓力與質量流量比的增大,均會導致傳熱強化減弱;在遠離擬臨界點的區(qū)域,傳熱管內流體溫度隨管長的增大幅度降低,溫度幾乎保持不變;超臨界甲烷的換熱系數(shù)也迅速減小。
  研究結果能夠為我國超

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