甲烷液滴在其蒸气中自然对流的换热特性

甲烷液滴在其蒸气中自然对流的换热特性

论文摘要

LNG液舱喷雾预冷过程中,液滴在其蒸气中自然对流蒸发换热模型计算结果与实验数据之间存在着较大的差异。为此,采用计算流体力学的方法,建立了静止饱和LNG单液滴在其蒸气中自然对流蒸发模型,据此研究不同温差下液滴的蒸发传热特性,并与低温球模型进行对比,定量分析喷雾预冷过程中"吹拂效应"对液滴自然对流蒸发换热过程的影响。研究结果表明:①随着温差的增大,液滴表面蒸气喷发速度、温度边界层厚度、液滴换热量线性均增大,努塞尔数线性减小;②随着角度的增大,液滴局部蒸气喷发速度、局部努塞尔数逐渐减小,温度边界层厚度逐渐增大;③吹拂效应的影响与蒸气喷发速度呈正比;④因为吹拂效应,同等条件下液滴的换热量和努塞尔数相比于低温球要更小,温度边界层厚度相比于低温球要更厚,并且吹拂效应的影响随着温差的增大而线性增大。结论认为,该研究成果有助于更加准确地预测LNG液舱预冷过程,对完善液滴蒸发理论模型及指导LNG液舱预冷操作都具有重要的意义。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 模型建立
  •   1.1 模型简化
  •   1.2 数学模型
  •   1.3 模型设置
  •   1.4 模型验证
  • 2 结果与分析
  •   2.1 低温球自然对流换热特性分析
  •     2.1.1 温度边界层
  •     2.1.2 对流换热强度
  •       2.1.2. 1 努塞尔数
  •       2.1.2. 2 换热量
  •   2.2 液滴蒸发特性分析
  •     2.2.1 蒸气喷发速度
  •     2.2.2 质量蒸发率
  •   2.3 自然对流换热特性对比
  •     2.3.1 温度边界层对比
  •     2.3.2 对流换热强度对比
  •       2.3.2. 1 努塞尔数对比
  •       2.3.2. 2 换热量对比
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邓佳佳,胡友武,卢金树,许健

    关键词: 甲烷,液滴,蒸发,自然对流,吹拂效应,温度边界层

    来源: 天然气工业 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 动力工程

    单位: 浙江海洋大学港航与交通运输工程学院

    基金: 浙江省基础公益研究计划项目“液货舱预冷过程同种过热蒸气中液滴蒸发机理及模型研究”(编号:LY18E090009),河北省自然科学基金项目“面向大规模氢能源输送安全性的高压氢气管道断裂机理与燃烧爆炸特性研究”(编号:E2019210036),浙江省舟山市科技局项目“LNG槽罐车液氮含量多参数检测技术及设备研发”(编号:2016C41021)

    分类号: TK124

    页码: 116-123

    总页数: 8

    文件大小: 2156K

    下载量: 122

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