跨临界lng管内流动与换热特性研究

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1、ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＯＷＬＯＧＹ硕士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＊＊／＾＼Ｉ＜ｘｏ丨跨临界ＬＮＧ管内流动与换热特性研究学科专业化工Ｈｉｔ机ｔ：作者姓名４５＾武指导教师直錦衷５＾６答辩日期ＪＰＪ＿＿Ｊ硕士学位论文跨临界ＬＮＧ管内流动与换热特性研究ＳｔｕｄｏｆＦｌｏｗａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒＴｒａｎｓｃｒｉｔｉｃａｌｙＬＮＧＩｎｎｅｒＴｕｂｅ作者姓名：靳书武学科、专业：化工过

2、程机械２１２０７２８０学号：指导教师：武锦涛完成日期：２０１５年５月４号大ｉ理工大ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明：作者郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：跨收

3、屏－ｙ日作者签名：日期：ｗｉｔ年月ｌ命办式—＾大连理工大学硕士学位论文摘要我国天然气消费日益增加，而有关设备技术研究相对落后，严重阻碍了我国天然气工业的发展。ＳＣＶ是ＬＮＧ接收终端的关键设备，但国内有关于ＳＣＶ的研究很少。本文使用ＣＦＤ方法，对ＳＣＶ管内跨临界ＬＮＧ流动与换热进行了研究。１）通过对比不同压力下ＬＮＧ和ＣＨ４物性，得出在压力较高时可以使用ＣＨ４来替代ＬＮＧ进行数值计算。２）使用２Ｄ轴对称模型，对整个管长内超临界ＣＨ４流动与换热特性进行数值研究，并分析压力、水浴温度和质量流率对流动和换热的影响。结果表明在临界温度点达到

4、，有利于对流换热峰值；提髙压力会使有所增加水浴温度的提高导致减小；质量；流率对Ａ影响最大／ｚ，随着质量流率增加增幅很大。３）使用３Ｄ直管模型，研究重力在超临界ＣＨ４管内流动和换热的作用。由于密度分布不均勻，在重力作用下管内ＣＨ４的流动和换热沿环向发生了扭曲；重力可以促进对流换热，尤其是在临界温度附近。随着质量流率的增加值变小，自然对流作用减弱。４）使用３ＤＵ形管模型，研究二次流对超临界ＣＨ４在弯管中的流动和换热特性。受离心力作用，Ｕ形管内流动和换热沿环向分布不均匀Ｕ形管内比直管要大的多；，表明二次流能强化管内对流传热。质量流率提高能增强二次流，对换热越有

5、利；在Ｕ形管内重力作用引起的自然对流作用可以忽略Ｕ形管内二次流会对后续一；定距离的直管段流动和换热产生影响，该范围内换热得到强化。关键词：ＣＦＤ；跨临界；换热；自然对流；二次流－Ｉ－跨临界ＬＮＧ管内流动与换热特性研究ＳｔｕｄｙｏｆＦｌｏｗａｎｄＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒＴｒａｎｓｃｒｉｔｉｃａｌＬＮＧＩｎｎｅｒＴｕｂｅＡｂｓｔｒａｃｔａｎｓｕｍ－ＮａｔｕｒａｌｇｓｃｏｐｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａｉｓｅｖｅｒｇｒｏｗｉｎｇｂｕｔｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｅｄ

6、，ｍｅｎ’ｅｕｉｔｔｅｃｈｎｏｌｏａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｂａｃｋｗａｒｄｓｅｒｉｏｕｓｌｈｉｎｄｅｒｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａｓｑｐｇｙ，ｙｐｎａｔｕｒａｌｇａｓｉｎｄｕｓｔｒｙ．ＳＣＶｉｓｔｈｅｋｅｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆＬＮＧｒｅｃｅｉｖｉｎｇｔｅｒｍｉｎａｌ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｌｉｔｔｌｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｉｔ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅＣＦＤｍｅｔｈｏｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆｌｏｗａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ

7、ｆｏｒｔｒａｎｓｃｒｉｔｉｃａｌＬＮＧｉｎＳＣＶｔｕｂｅ．１）ＣｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬＮＧａｎｄＣＨ４ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｉｔｃａｎｃｏｎｃｌｕｄｅｔｈａｔｉｔｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｕｓｉｎｇＣＨ４ｔｏｒｅｐｌａｃｅＬＮＧｔｏｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｍｕ