LNG船液舱预冷中甲烷双液滴自然对流传热特性分析

针对液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船液舱喷雾预冷过程中上下垂直的双液滴在自然对流条件下同种蒸汽中液滴之间影响研究的欠缺,运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,基于气液界面能量守恒原理,对不同温差、粒径和相对距离条件下甲烷双液滴自然对流传热特性进行分析。研究结果表明:液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随温差10~190 K的增大而线性增大;液滴表面热流密度随粒径0.1~2.5 mm的增加先快速减小后缓慢减小,传热量和质量蒸发率随粒径的增加而快速增加;上液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随相对距离10~70的增加基本不变,下液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随相对距离10~70的增加而缓慢增加。

LNG双液滴蒸发模型及应用

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)在液舱预冷过程中以多液滴的形式存在,现阶段缺少LNG多液滴在同种蒸汽中的蒸发模型。以双液滴为基础,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,建立适用于LNG双液滴在其蒸汽中的蒸发模型。利用该新模型对温差为190 K、相对距离为10~70,粒径为0.1~2.5 mm的液舱预冷过程进行模拟分析,得出具有实际应用价值的结果:在液舱预冷起始阶段温度下降的速度较快,且随着时间的增加,双液滴相对距离越大,液舱预冷结束时间越小;双液滴液舱预冷结束时间与粒径呈反比关系,与起始温度呈正比关系。该新模型可适应于实际工程应用。