基于压力变化的低温储罐日蒸发率研究

通过进行低温储罐静置试验,研究不同液位条件下罐内压力随时间的变化,根据低温介质物性方程和储罐容积公式,计算得到不同液位条件下储罐日蒸发率.结果表明,静置过程中罐内压力随时间呈线性变化,压力上升速率随液位降低而逐渐增加.日蒸发率随时间动态变化,储罐液位越低日蒸发率越大.当储罐液位从85％降低至12％时,压力上升速率变为原...     

LNG球形储罐预冷计算

预冷是大型低温储罐投用前最为关键的一步,充分的储罐预冷作业前准备、冷却速率和预冷用液氮量的计算以及安全措施的严格执行是大型低温储罐预冷得以顺利实施的重要保证。通过分析LNG球形储罐预冷时的热力过程,以一台3000m3球形LNG储罐为例,计算其预冷时间和预冷用液氮总量,得到了定压下LNG储罐预冷所需的液氮总量及罐体温度随时间变化的动态趋势,为制定液化天然气球形储罐预冷方案提供了理论依据。     

大型LNG储罐预冷模型及预冷参数计算

以16万方全容式常压LNG储罐为例,综合考虑储罐漏热及储罐材料比热容对储罐预冷过程的影响,建立预冷数学模型。计算结果表明:(1)冷却速率在-3K/h~-5K/h内,预冷介质用量与现场数据误差最大为5%,预冷时间的范围为39h~64h,得出最佳冷却速率-4.9K/h;(2)最佳冷却速率-4.9K/h下,罐内气体、9%Ni钢、铝吊顶、隔热层、漏热分别约占预冷介质用量的17%、29%、2%、46%和6%;(3)在允许温降范围内(-3K/h~-5K/h)提高冷却速率,可以减少储罐漏热消耗的预冷介质LNG用量。     

LNG储罐内BOG再液化工艺研究

LNG储罐是各类LNG工厂和LNG站必不可少的重要设备,由于LNG温度远低于环境温度,尽管对储罐采取绝热措施,但蒸发仍是不可避免的,LNG蒸发使储罐内压力和温度升高,对储罐产生不利影响。为了减少LNG储罐内低温蒸发气(BOG)直接放空或燃烧造成的污染与浪费,在以往BOG再液化工艺基础上进行优化,设计出适用于LNG站储罐内BOG再液化工艺。该工艺利用LNG站对外供气过程中输出的LNG自身冷能,在压缩机、冷凝器等设备的作用下将LNG储罐内BOG再液化,并以60方LNG储罐为例,用Aspen Plus软件对工艺参数进行优化。研究结果表明:该工艺利用对外供气过程中输出的LNG自身冷能不仅可提高BOG的回收率,使BOG在LNG储罐中循环利用,同时可有效减少LNG冷能浪费;60方LNG储罐,输出LNG流量达到110kg/h即可满足BOG冷凝要求;具有设备少、投资小、能耗低、操作简单的优点,为各类LNG站储罐内BOG再液化处理均有应用价值。     

氮含量对大型储罐BOG产生量的影响

为探究氮含量对大型LNG储罐内蒸发气体(BOG)产生量的影响,以某大型单容LNG储罐为例,建立BOG量计算模型,基于Aspen Plus软件,分析储罐内LNG饱和温度、密度、气化潜热随氮含量的变化规律,并与理论计算值进行对比,得出氮含量对蒸发率影响。结果表明:当压力为1.01325×10~5Pa时,随着LNG中氮含量的增加,饱和温度和汽化潜热减小,密度增大,且LNG汽化潜热和密度理论计算与软件模拟结果较为吻合,最大误差分别为7.24%和9.75%。LNG蒸发率随氮含量的增加而提高,氮含量在0~30%之间时,LNG蒸发率理论计算与软件模拟结果仅分别增加0.0018%/d、0.0003%/d。储罐BOG产生量随着氮含量的增加而增加,且理论计算与软件模拟结果较为吻合,误差不超过3.11%。     

绝热层对大型LNG储罐动力特性影响分析

为了研究绝热层对大型LNG储罐动力特性的影响,基于ANSYS有限元软件,分别建立有绝热层和无绝热层的2×104m3LNG储罐模型,对这两种模型分别进行模态分析和地震响应分析,得到自振特性和动力响应情况。研究结果表明:有绝热层储罐模态振型主要发生在拱顶,无绝热层储罐在罐壁,绝热层的存在增大了储罐的固有频率,改变了储罐位移变形量、变形发生的部位及储罐的应力分布,并且减小了等效应力,对罐壁底部发生局部失稳具有很好改善作用。     

液体蒸发率及表面温度测量

基于准稳态理论,建立了一套测量液体蒸发率及气液界面温度分布的实验装置,可用于测量常温下压力在0～1000 Pa区间的液体蒸发率及准稳态蒸发界面温度分布.该装置具有较高的实验精度,能够测量蒸发界面每0.02 mm范围内的温度变化.测量了水、甲醇和四氯化碳三种工质的蒸发流率及蒸发界面附近温度分布,并计算了相应的蒸发率,测量结果与文献值相一致.本文研究对揭示气液相变机理和工程实际应用具有理论意义和应用价值.     

16万方LNG储罐预冷数值模拟研究

LNG储罐预冷是储罐预投产中最重要的的一个环节。目前研究中,预冷介质多通过单入口进入储罐,而在实际预冷过程中预冷介质多通过喷淋环进入储罐。为更全面地分析LNG储罐预冷过程,建立16×10~4m~3 LNG储罐预冷介质多入口三维预冷模型,通过FLUENT软件对LNG储罐喷淋预冷过程进行数值模拟,研究罐内物理场变化规律,结果表明:储罐预冷过程分为高温恒定阶段、快速温降阶段及后期缓慢温降阶段。预冷过程中,温度场与罐内流场相互影响,罐壁下部温度总是低于上部温度,罐内下部压力高于上部压力,压力梯度明显。储罐的左右两边均形成了涡流,罐底中心区域出现二次回流,减慢温降速度。     

地震作用对大型LNG储罐动力特性影响分析

为研究地震作用对大型LNG储罐结构动力特性的影响,基于ANSYS有限元分析软件对2×104m3LNG储罐进行模态和地震作用下的响应分析,得到储罐在水平地震、竖向地震及水平和竖向地震共同作用下的动力响应特性。结果表明:随着模态阶数的增大,模态振型由拱顶向罐壁延伸;在水平地震作用下储罐水平最大位移变形量、竖直最大位移变形量及等效应力均大于竖向地震作用,而在水平地震作用下储罐水平位移变形、竖直位移变形及等效应力分布规律与水平和竖向地震共同作用相同,水平和竖直方向最大位移变形量及等效应力值近似相等,说明地震对大型LNG储罐结构动力特性影响中水平地震作用是主要的,因此在地震频发地区建设大型LNG储罐时应将水平地震作用下的强度校核结果作为评价储罐抗震性能的一项指标。     

小型高真空多层绝热杜瓦日蒸发率性能研究

日蒸发率是评价高真空多层绝热杜瓦保冷性能最重要的技术参数。该文对日蒸发率的影响因素进行了总结,重点介绍了储存压力和环境温度对日蒸发率的影响。以充满率为90%的210L小型杜瓦为例,测试了日蒸发率的变化规律。结果表明,杜瓦的日蒸发率与储存压力成正比,同时日蒸发率的波动随着储存压力的升高而增大,且环境温度对日蒸发率的影响出现延迟。     

LNG汽车燃料罐压力过程的模拟计算

分析了国内LNG汽车发展状况,以410 l公交车用LNG燃料罐为例,进行内部介质热力过程分析,计算得到了燃料罐内压力变化曲线。     

LNG球形贮罐绝热计算

分析了贮罐绝热体的传热规律,并建立了模型。通过近似理论计算得到了通过绝热体的传热量;利用计算软件对绝热体内传热过程进行了有限元计算,获得了通过贮罐绝热体的传热量以及绝热体内温度场的分布。以传热量为基准,将近似理论计算与有限元计算结果进行比较,表明有限元计算结果更为准确。     

低温储罐气相空间漏热的理论研究

低温液体在储罐内的无损储存时间是低温储运过程中非常值得关心的一个问题,而漏热量的准确确定是预测无损储存时间的关键因素。使用了大空间自然对流换热模型,对气相空间的漏热进行了研究,在此基础上,提出新的无量纲数G l。并在总结分析的基础上给出了适合工程应用的气相漏热计算公式和气相漏热实用估算表。     

无损贮存及涨罐饱和相热力学模型研究

在低温液体无损贮存及涨罐研究方面,经常采用一种假设容器内气、液相均为饱和相的热力学模型.这种模型比较符合实际,并能够大大简化容器内的热力学状态,是一种比较常用的热力学模型.文中利用一个5m3低温贮罐进行的液氮无损贮存及涨罐试验,对该热力学模型进行了对比研究,讨论了饱和相热力学模型误差产生的原因,对于无损贮存和涨罐研究具...     

应用于低温贮箱的变密度多层绝热传热分析

采用Layer-by-Layer传热模型对真空多层绝热结构中的传热过程进行了分析,根据各项(辐射换热、气体导热、固体导热)换热分布情况,提出4区域不同层密度的多层绝热结构,分析了各区域层密度变化对多层绝热性能的影响,得出一个使总热流最小的层密度,研究了其各项换热规律以及受到热边界温度的影响。     

Sonolysis of organic liquid: effect of vapour pressure and evaporation rate

Various kinds of organic liquids, such as hydrocarbons, ethers, ketones and alcohols, were subjected to ultrasonic irradiation and the effects of vapour pressure and evaporation rate of the liquids on decomposition rates and the distribution of decomposition products were investigated. The main decomposition products from hydrocarbons were hydrogen, methane, ethylene and acetylene, and hydrogen, methane, ethylene, carbon monoxide and aldehydes from alcohols. The decomposition rates of organic liquids were generally faster than that of water, and the reaction would proceed via gas-phase chain reactions in the high temperature site by comparison of the product with pyrolysis data in the literature and by considering the results of DPPH experiments. In the relationship between decomposition rate and vapour pressure, different features were observed in alcohols and other liquids. The hydrocarbons most efficiently decomposed under conditions in which their vapour pressures ranged from 0.1 to 0.5 Torr. On the other hand, the most efficient vapour pressure for alcohol sonolysis was about 15 Torr. The deviations became smaller when the evaporation rate was employed instead of vapour pressure, and as the reactive index of sonolysis of organic liquids, evaporation rate may be a better probe than vapour pressure, which is often chosen as the index.     

液氢贮箱零蒸发数值模拟与分析

采用CFD技术,对处于微重力下的零蒸发(ZBO)液氢贮箱内采用喷嘴棒强迫混合的流场进行稳态数值模拟,建立了二维轴对称模型,预测了在不同几何参数下贮箱内温度场及速度场分布情况。研究表明,喷嘴棒伸入贮箱长度、入口直径等因素均会对系统内温度场产生影响。贮箱内平均温度和最大温度随喷嘴棒长度和入口直径的增大而减小,而喷口直径对贮箱内温度场影响不明显。由上述可以看出,通过增大入口直径、选择合适的喷嘴棒伸入长度,可以改善系统性能。     

环境压力对低温绝热气瓶蒸发率修正的试验研究

主要研究了环境压力对低温容器蒸发率的影响。在理论分析的基础上,使用容积为180L高真空多层绝热的低温容器,以液氮作为充装介质对5组不同环境压力下的蒸发气体量进行测量。结果表明,容器的蒸发率随环境压力的升高而增大,汽化潜热的是影响蒸发率变化的主要因素。为修正大气压力对低温容器蒸发率的影响起到了参考作用。     

蓄压型液舱用于沿海LNG运输的研究

提出了解决沿海液化天然气运输的一种方案。针对小型LNG船的关键设备蓄压型独立液舱存储液化天然气,进行了理论计算和模拟试验,并对影响液舱压力和运输时间的主要因素进行了研究分析。对LNG运输的时间进行预测,论证了该种小型LNG船在近海或沿海运输的可行性,为开发用于近海运输的小型LNG船,提供了理论依据。     

LNG大型储罐角保冷块处温度场的有限元分析

角保冷块的结构设计是大型储罐绝热结构设计的关键点所在。采用ANSYS软件,对大型LNG储罐角部的温度场分布进行了有限元分析。根据其计算结果对角保冷块的设计进行了分析和讨论。