LNG加气机检定装置传热特性的模拟分析

摘要

液化天然气（LiquefiedNatureGas，LNG）是一种清洁环保的能源。目前商业用LNG的温度为-162℃到-120℃之间，其与周围环境间存在很大的温差，因此，LNG在储存、运输过程中不可避免的要与周围环境换热，造成液体的部分气化，形成气液两相流。LNG气液两相流的存在，尤其是其中气相流体的存在，会使低温流量计的计量准确度大幅降低，影响LNG贸易的正常进行，容易造成贸易纠纷。
　　LNG加气机检定装置是用来检定LNG加气机准确度的装置，其主标准器为低温流量计。流量计的计量准确与否，直接影响到LNG加气机检定工作的有效性。
　　本文研究了流体在流经LNG加气机检定装置管路系统时的传热特性和液体气化形成两相流的现象。因为LNG具有易燃易爆的特性，实验时采用液氮来代替LNG进行工况测试，为与实验条件相一致，本文也采用液氮作为模拟计算介质来进行分析研究。
　　本文运用传热学和低温工程的相关知识，分析计算出了模拟研究所需的换热系数、表面传热系数等边界条件和导入新材料所需的物性参数。利用UG软件建立LNG管路系统的模型，用CFX软件模拟分析LNG加气机检定装置的加气过程。在实验条件下，通过模拟分析LNG加气机检定装置的加气过程，并将模拟结果与实验结果对比，验证了模拟分析的可行性，在此基础上，分析环境温度tam、工作压力P、质量流量G和入口流体温度Tin对液体气化的影响，得到气体体积分数随四个影响因素变化的规律，找到影响液体气化的主要因素，提出减小液体气化的方法和措施。

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1 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

2 LNG、LNG 加气机和 LNG 加气机检定装置概述

2.1 LNG 的相关知识

2.2 LNG 加气机的相关知识

2.3 LNG 加气机检定装置

3 课题相关的基本理论

3.1 传热学

3.2 流体力学

3.3 CFX 软件

4 模拟流体的参数分析计算

4.1 模拟流体—液氮

4.2 液氮的物性参数

4.3 氮气的物性参数

5 课题工况确定及模拟分析

5.1 确定模拟工况

5.2 建立模型

5.3 划分网格

5.4 仿真模拟

5.5 模拟结果

5.6 模拟分析

5.7 模拟结果与实验结果的对比分析

结论与展望

参考文献

致谢