设计LNG气瓶时降低静态蒸发率理论计算与实际的试验研究.pdf

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1、综合管理设计LNG气瓶时降低静态蒸发率理论计算与实际的试验研究夏园园赵腾飞段武刘蓓蓓余谦（西安德森新能源装备有限公司,陕西西安710043）摘要：为研究车用液化天然气（LNG）气瓶设计时降低理论工程上漏热的一般计算方法，分别计算出气瓶各部分的漏计算静态蒸发率（NER），以我公司275L气瓶试制试验过程为热量。例，采用液氮（LN2）为工作介质，对理论计算与试验结果进行比3设计LNG气瓶时实际静态蒸发率的试验方法较，绘制关系曲线，总结出设计LNG气瓶时降低NER的方法，LNG气瓶的蒸发率是指气瓶在额定充满率下，静置达到热为后期设计者降低LNG气瓶NER提供一定参考和借鉴。平衡后，

2、24小时内自然蒸发损失的深冷液体质量与内容器有效关键词：LNG气瓶；漏热；静态蒸发率；环境温度容积下深冷液体质量的百分比，单位为百分比每天（%/d）[1]。蒸从2011年开始，LNG气瓶企业数量逐年递增，国内厂家生发率能较为直观地反映气瓶使用时的保温保冷性能。LNG气产的LNG气瓶整体结构大同小异，制造工艺也不尽相同。作为瓶的日蒸发率公式为：供气系统中的关键设备，LNG气瓶既要保证液体约以-162℃的α=Δm/(ρ0∗V)×100（2）温度存在，又要以恒定的压力保证液体稳定的流入气化装置。式中：Δm为24h内蒸发损耗的低温液体的质量，kg/d。由于LNG的易爆特性，LNG汽车

3、的燃料储存需要使用无损存储目前测量低温容器蒸发率的主要方法有两种：称重法和蒸方式，而LNG必须存储在约-162℃的低温状态，漏热不可避免，[2]气流量测量法。因此如何从本质方面降低LNG气瓶的静态蒸发率成为各大企称重法比较简单，适用于小型容器。容器装好低温液体业关注的主要问题。本文仅主要从理论计算的几个方面研究后，置于重量计上，待达到热平衡时，测出24h内液化气体损耗如何降低LNG气瓶的静态蒸发率。的数量。本文即采用称重法，对蒸气流量测量法不做具体1LNG气瓶的结构阐述。LNG气瓶是车载燃料系统的核心部件。气瓶由内胆、外4设计LNG气瓶时降低理论计算NER与实际平壳、绝热层、

4、保护圈和管路系统组成。均NER的试验研究过程2设计LNG气瓶时理论静态蒸发率的公式计算以我公司275L车用LNG气瓶设计研发过程为依据，理论方法[1]静态蒸发率≺2.225%/d。η0=24Q总/(γ0∗ρ0∗V)×100（1）4.1首次试制式中：Q总为LNG气瓶的总漏热量，W；γ0为低温液体的4.1.1理论计算过程3汽化潜热，kJ/kg；ρ0为低温液体的密度，kg/m；V为LNG气瓶带入各系统参数和物性参数，Q1为3.463（34.2%）W、Q2[1]的有效容积，L（一般取公称容积的90%）。为1.196（11.8%）W，Q3为1.787（17.7%）W，Q4为3.67（3

5、6.3%）从公式（1）可以看出，影响LNG气瓶静态蒸发率的主要因W，计算出结果Q为10.117W。将Q带入公式（1）可得理论总总素为Q，而LNG气瓶的漏热一般可分为四个部分：第一，绝热总计算静态蒸发率为2.19%/d。材料的漏热Q1；第二，夹层管路的漏热Q2；第三，前端支撑结构4.1.2实际试验过程的漏热Q3；第四，后端支撑结构的漏热Q4。结合传热理论采用4.1.2.1试验流程表1275L车用气瓶NER平均值编号时间/1.6重量/kg时间/1.7重量/kg时间/1.8重量/kg平均NER(%/d)0116:40390.116:40385.416:40380.82.325021

6、6:42385.216:42380.416:42376.22.250316:48388.716:48384.116:48379.72.22017年08月29综合管理表2275L车用气瓶NER平均值编号时间/3.1重量/kg时间/3.2重量/kg时间/3.3重量/kg平均NER(%/d)019:00391.29:00387.49:00383.81.850029:02388.69:02384.69:02380.71.975039:05390.89:05386.89:05383.01.950试验时，首先用热氮气对LNG气瓶瓶体内部进行吹扫，保结合表2数据可算出，二次试制的3只275

7、L气瓶的平均静证气瓶内部无空气及水蒸气存在；然后打开LNG气瓶的放空态蒸发率为1.925%/d，小于理论要求的2.225%/d，因此，设计阀，关闭其他阀门，将LN2充入LNG气瓶内，每只气瓶加液至放合格。空阀喷液时停止加液，再用叉车将充好液氮的气瓶铲至通风良4.3两次试制过程计算与实际NER分析好，地势平坦的空地静置48h达到热平衡后并进行称重，记为结合我公司企标规定的275L气瓶NER与4.1、4.2条的理论m1；经过24h之后再次对气瓶称重，记为m2，则Δm=m1-m2；将称计算NER与实际平均NE