液化天然气(LNG)储存容器中的分层与翻滚

针对储罐中液化天然气(LNG)在温度差和密度差下的分层行为,建立LNG分层的异重流模型,并利用Lorenz方程描述异重流下层的热对流状态。采用耦合映象格子模型求解Lorenz方程,并引入对流强度量判断系统分层涡旋的产生和发展。对系统的数值模拟研究,确定了系统处于独立循环、分层翻滚及对流循环状态时对应的瑞利数Ra临界值。证明了系统在密度差趋于相等时,分界面被打破,LNG大量蒸发出现分层翻滚现象;并得到了系统随主要控制参数Ra的发展过程及分层翻滚发生的时间、高峰蒸发量等。计算表明:对于给定的密度差和温度差,底层的LNG厚度越大,则出现翻滚现象的时间越迟;底层厚度越大,高峰蒸发速度也越大,较易引发储罐超压;对于给定温度差,底层LNG密度较大时,出现翻滚的时间会相对提前。

储热过程竖排圆柱表面熔盐自然对流传热规律研究

为了得到储热过程竖排圆柱表面熔盐自然对流传热规律,通过数值模拟的方法,对圆柱间距S/D=5~10(S为相邻2根圆柱之间的间距,D为管排圆柱的直径)的2~8根竖排圆柱表面自然对流传热进行了研究。结果表明:管排中每一根圆柱表面的自然对流传热与该圆柱在管排中的位置和圆柱间距S/D有关。整个管排圆柱表面熔盐自然对流传热平均努赛尔数(Nua)是由圆柱的间距S/D、圆柱根数N和瑞利数(Ra)决定的。当S/D较小时(S/D=5),多根管排圆柱表面熔盐自然对流传热Nua随着管排中圆柱根数的增加而减小;当S/D较大时(S/D=10),多根管排圆柱表面熔盐自然对流传热Nua随着管排中圆柱根数的增加而增大。研究结果可以为熔盐蓄热装置设计提供理论依据。