LNG空温式气化器的换热计算

LNG123341．1630002．1500903．5100404．163000LNG、3、。TU996A1000－4416201207－0B12－06CalculationofHeatTransferinLNGAmbientAirVaporizerYANGCongcongJIAOWenlingYANGGuangZHAOYuanweiMAJianAbstractTheheattransfercalculationofasinglefinned-tubeinambientairvaporizerissimula-ted．Thesinglefinned-tubeisdividedinto3areasincludingsingle-phasefluidtwophasesandsingle-phasegas．Thedistributionsofexternalwalltemperatureinternalfluidtemperatureandthesurfaceheattransfercoefficientoftheinternalfluidalongthelengthareobtained．KeywordsLNGambientairvaporizerheattransfercalculationthree-areamodel1。BP2000—200815%1。－162℃LNG1/600。LNG、、。LNG、LNGLNGLNGLNG。LNGambientairvaporizersAAVs2LNGAAVsLNGAAVsLNG。AAVs。Lee3Kong4、、AAVsHyo－MinJeong5LNGHyo－MinJeongHan－ShikChung68fin50le4fin75le7FLUENT8、。9LNG·21B·32720127GAS＆HEATVol．32No．7Jul．2012、3。AAVsLNG。LNG。2LNGAAVsLNG110。。82108124。1LNG28、3。1．6MPa1213．316md110mmd214mmh80mmδ2mm。LNG、90．07%、7．36%2．57%。LNG111K。3LNG11LNG、。LNG。LNG、。12。44．1①LNGLNGLNG。②。③8。④。⑤。⑥。4．2LNG。LNG13∑ni=1Kixi=1113∑ni=1xiKi=12Ki———ixi———in———Ki·31B·．watergasheat．comLNG327Ki=pcipexp5．421－Tci()[]T3pci———iMPap———MPaTci———iKT———K1～3MatlabLNG163．7K211．2K。4．3、、。①LNG。Re=ud1ν4Re———u———m/sd1———mν———LNGm2/sRefRe＜3000f=64Re53000≤Re≤5000f=0．316Re－0．256Re＞5000f=0．184Re－0．27f———8、9αlSt·Pr23=f88αl=St·ρucp9St———Pr———αl———W/m2·Kρ———LNGkg/m3cp———J/kg·Kq1q1=αlTn－TA110q1———W/mTn———KT———KA1———m2②Tw。Tw=Tn+q1lgd2d12πλAl11Tw———Kd2———mλAl———W/m·K③。TmTmTm=Tw+T0212T0———KRa13。Ra=Gr·Pr=gT0－Twl3T0ν2·Pr13Ra———Gr———g———m/s2l———mNu=0．825+0．387Ra161+0．492()Pr9[]168{}27214Nu———αoW/m2·Kαo=Nu·λ'l15·41B·327．watergasheat．comλ'———W/m·Kq2q2=αoT0－TwA216A2=πd2+122h+δη17η=tanhmhmh18m=2αoλAl槡δ19q2———W/mA2———m2h———mδ———mη———m———4～19MatlabTn4～10q111Tw12～19q2。q1－q2q1≥0．05Tnq1－q2q1＜0．05Tn。10℃L=0．1mLNG163．7K、211．2K263K。4．4LNGLNG。。LNG90%LNG。。①120KJ≥3．5J=100prpr0．62514。。Klimenko15NCB=Rqmq1+xρlρg()[]－1ρgρ()l1320NCB＜1．2×104Nu=Nub211．2×104≤NCB≤2．0×104Nu=maxNubNuc22NCB＞2．0×104Nu=Nuc23Nu=afbλl24NCB———R———J/kgqm———kg/m2·sq———W/mx———ρl———kg/m3ρg———kg/m3Nub———25Nuc———26af———W/m2·Kb———m27λl———W/m·KNub=0．0061qbRρgα()l0．6pb()σ0．2·Prl－0．33λgλ()l0．1225Nuc=0．087u1b()ν0．6Pr16lλgλ()l0．09ρgρ()l0．226b=σgρl－ρg[]0．527·51B·．watergasheat．comLNG327u1=qmρl1+xρlρg()－128σ———N/mPrl———LNGλg———W/m·Ku1———m/s②。TGL1=Tsat+4qL1qmcpGA()129L1———mTGL1———L1KTsat———KcpG———J/kg·K。53①13．45m13．316m。14%45%41%。②3。32200W/m2·K。。、NCB1．2×104。③4。。34。6m。6LNG、3、LNG。LNG。LNG。1．J．201015628－34．2．LNGJ．200819244－47．3LEEKSKIMWS．Theeffectsofdesignandoperating·61B·327．watergasheat．comfactorsonthefrostgrowthandthermalperformanceofaflatplatefin-tubeheatexchangerunderthefrostingcon-ditionJ．KSMEInternationalJournal19991312973－981．4KONGTWLEESCLEEYHetal．Astudyontheairvaporizerforliquefiednaturalgaswithsuperlowtem-peratureC//Proceedingsofthe3rdAsianConferenceonRefrigerationandAir-conditioning．GyeongjuSouthKoreas．n．2006．5JEONGHCHUNGH．OptimumdesignofvaporizerfinwithliquefiednaturalgasbynumericalanalysisJ．KSMEInternationalJournal2006204545－553．6JEONGHCHUNGH．Experimentalstudyonthechar-acteristicsoflongitudinalfinair-heatingvaporizersindif-ferentseasonsJ．JournalofMechanicalScienceandTechnology2008225981－990．7．D．20079－68．8．J．201038454－56．9．LNGJ．2008282B19－B22．10GAVELLIF．ComputationalfluiddynamicssimulationoffogcloudsduetoambientairvaporizersJ．JournalofLossPreventionintheProcessIndustries2010236773－780．11．M．1993230－254．12．LPGCSDJ．2000206448－450．13．J．2001215443－445．14KLIMNEKOVV．HeattransferintensityatforcedflowboilingofcryogenicliquidsJ．Cryogenic1982226569－576．15KLIMNEKOVV．Generalizedcorrelationfortwo-phaseforcedflowheattransfer—secondassessmentJ．Inter-nationalJournalofHeatandMassTransfer199033102073－2088．1987－。2011－07－12櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵2011－12－03··200TPD2012226200TPD、、。AP201351。·71B·．watergasheat．comLNG327