导　　师： 方江敏

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着低温技术的普及,液氮、液氧、液氢、液化天然气等低温液体被广泛应用,各行业对储存和输送低温液体的需求也在不断增长。低温液体具有沸点低、汽化潜热小等特性,对于贵重、高纯度以及易燃易爆的液化气体,要尽可能减少储存过程中的漏热,这样才能保证经济性、安全性和气体使用时的纯度。因此研究低温容器的保冷性能具有重要的实用价值。为了探究LNG储罐的绝热保冷性能和保冷系统,本论文在查阅了国内外相关文献,并充分了解传热学的基础上,分别从罐顶、罐壁和罐底分析储罐漏热,提出了大型LNG储罐漏热量和静态日蒸发率的计算方法。以某16×104 m3的全容式LNG储罐为研究对象,分别对储罐罐顶、罐壁和罐底进行了漏热计算,并与储罐日蒸发率的设计值进行对比,进而对储罐的保冷性能做出分析。运用ANSYS软件分别对储罐的罐顶、罐壁和罐底做了温度场数值模拟,通过模拟结果对储罐的保冷性能做出较确切的分析;同时设定不同的环境温度,模拟出LNG关键部位——罐顶、罐壁和罐底沿厚度方向的温度场分布,得到储罐各部分中温度梯度最大的位置,给储罐的保冷性能分析,提供了基础数值和依据。以某企业的8×104 m3的单容式LNG储罐检测到的实际数据与数值模拟结果对比,吻合性较好,提供了实验验证。通过理论分析和工程实例对比计算,得出泡沫玻璃砖保冷层厚度与储罐罐底冷损失、蒸发量的关系式,表明在泡沫玻璃砖保冷层厚度一定时,冷损失、蒸发量均随保冷层厚度呈双曲线关系,降低较快,此后保冷性能趋于稳定。当泡沫玻璃砖保冷层达到一定厚度后,随厚度增加,冷损失减小缓慢,此时再增加保冷层的厚度,从保冷角度来讲没有太大意义,从成本方面考虑,不太经济。本文的研究对于大型LNG储罐保冷结构的设计和优化具有一定的参考价值。

关 键 词： 大型 储罐 漏热量计算 保冷性能 有限元模型 优化

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