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基于Fluent的LNG船液货围护系统蒸发参数预报研究
| 论文题名： | 基于Fluent的LNG船液货围护系统蒸发参数预报研究 |
| 关键词： | 液化天然气船;液货围护系统;蒸发参数;精确预报 |
| 摘要： | 随着世界能源结构的调整和人们绿色、低碳等环保意识的增强，液化天然气（Liq uid Natural Gas，LNG）作为一种热值高、污染小的新能源正在逐渐取代煤炭、石油等传统能源，成为各个国家地区争先发掘、应用的重点对象。而国际上LNG的运输工作大多是通过船运实现的，无论是LNG运输船、LNG动力船，还是LNG加注船都会涉及到LNG的储运问题。 由于LNG自身低温属性，以及LNG船液货围护系统保温绝热效果仍是相对有限的，因此系统不可避免地会接收外界漏热，引发系统内部LNG蒸发、压力和内能升高等经济性和安全性问题。因此，了解LNG船液货围护系统内部的蒸发规律，对蒸发速率、升压速率、储压时长等重要蒸发参数进行精确预报是有必要的。 本文基于非稳态传热原理，充分考虑LNG的多组分特性，利用Fluent软件研究了LNG船C型液货围护系统的蒸发参数预报方法及其变化规律。本文首先介绍了当前LNG储运技术和设备的发展概况，包括LNG船液货围护系统、LNG保温材料等的种类与应用现状。其次对LNG的多组分特性和非稳态传热的分析和处理进行了必要的阐述。随后以Flue nt软件为应用基础，对一小型储罐的液氮自由蒸发实验进行了模拟，得到了工质的质量下降变化曲线，其计算值与实验记录值的平均误差约为7.1%，在工程许可范围内。再将该算法在考虑了LNG多组分特性和非稳态传热理论后，成功应用于小型储罐LNG的自由蒸发过程中，数据证明该算法较以往存在一定简化和假设的算法差异仅为6.6%，具有合理性，且能够对不同液位、不同保温层厚度下的蒸发速率、自由蒸发时长进行预报，同时也总结出相关规律和定量分析。最后以7000m3独立C型液货舱为计算模型，模拟获得了20种工况下的升压变化曲线，分析了液货舱舱内压力、装载率等因素对升压过程的影响，并实现了对其液货舱储压至安全设计压力所需时长的有效预报，具有一定的实用性。 本文的研究工作主要以C型液货围护系统作为分析对象，其模拟算法同样可以类比应用于其他模型中，对中小型乃至大型LNG船液货围护系统相关蒸发参数的预报工作具有一定的参考价值，可为其提供合理的工程指导建议。 |
| 作者： | 王庆鹏 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王运龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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