新独立B型液化天然气船模拟舱蒸发率测试

为了研究新独立B型液化天然气船绝热结构的低温性能,以体积47 m3,绝热层厚度400mm的新独立B型液化天然气船模拟舱围护系统为研究对象,采用气体质量流量计法对模拟舱进行蒸发率测试,并通过绝热结构内的温度传感器得到低温下模拟舱的温度分布。随后通过建立修正公式将模拟舱的液氮蒸发率转换为实船工况下的LNG蒸发率。最终通过误差分析与计算表明,新独立B型天然气船模拟舱围护系统的绝热性能达到实船日均蒸发率0.1%/d的设计要求。     

液化天然气冷量Yong特性及其应用

在建立了精确预测液化天然气密度及汽液相平衡算法的基础上，考虑真实流体效应影响，推导了液化天然气低温Ｙｏｎｇ、压力Ｙｏｎｇ及冷量Ｙｏｎｇ分析数学模型。运用上述模型计算各种Ｙｏｎｇ的大小，并讨论了环境温度，系统压力，混合物组分对ＬＮＧ冷量Ｙｏｎｇ特性的影响。     

40英尺液化天然气铁路及其联运罐式集装箱静态蒸发率计算及测试研究

针对铁路及其多式联运液化天然气罐式集装箱,对其静态蒸发率进行了理论计算,在理论计算中引入了温度修正系数kt来考虑装载LNG介质时对液氮温区下绝热层比热流的影响,同时引入了结构修正系数ks来考虑结构和深冷下罐体收缩对支撑部位热传导的影响,采用液化天然气作为介质开展了静态蒸发率试验测试,综合测试结果对理论计算模型进行了验证,在此基础上开展了相关关键参数对LNG罐式集装箱静态蒸发率的影响分析研究。     

基于太阳能低温集热蓄热的相变流体制备及性能研究

制备了5种不同质量浓度的烃类、蜡类相变流体(phase change slurry,PCS),测试了不同质量浓度的两类相变流体的相变温度、相变潜热、粘度及稳定性,分析了相变材料种类、质量浓度、使用温度、剪切速率等对热物性、流动特性及稳定性的影响,总结了不同因素的影响规律,为相变流体的制备及其在太阳能低温集热蓄热领域的应用提供了参考。     

基于热评价模型的乘员舱降温特性

本文对汽车乘员舱制冷工况下的热环境和人体热舒适度进行了实验研究。实验工况:空调模式:制冷、自动模式内循环、设定温度为26℃;行驶状态:怠速、路试。实验结果表明:乘员舱气温受空间位置和行驶状态的影响,路试状态下气温均匀程度高于怠速工况;乘员舱湿度分布也受空间位置和行驶状态的影响,路试状态下的前后舱内相对湿度差小于怠速工况;舱内座椅的温度受太阳辐射影响和乘员影响,升温阶段温度略高于气温,降温阶段降温速率远小于气温; PMV模型与等效温度模型在怠速和路试工况下与实际人体热舒适度在时间变化趋势上均基本一致,两模型在怠速状态的预测精度均高于相应路试状态,等效温度模型总体预测精度高于PMV模型。     

22 MnB5 钢板热冲压工艺数值模拟及试验

目的研究热冲压过程中板料的温度变化及相变情况。方法采用Abaqus软件建立了热力耦合模型,对U形件热冲压成形及冷却淬火过程进行了数值模拟,分析了板料及模具的温度分布变化,并研究了板料不同区域的冷却速率,最后进行了热冲压试验。结果研究结果表明,板料经冷却淬火后,温度分布均匀,且冷却速率均大于临界冷却速率,板料可以发生完全马氏体相变。结论板料的底部冷却速率最快,淬火后为分布均匀的、细小的马氏体组织,最终通过热冲压试验验证了模拟结果的准确性。     

液化天然气生产储运中的蒸气回收

为提高天然气能量密度,通常将天然气液化后在其常压沸点约 112 K下存储。由于环保的要求,对液化天然气 (LNG)的需求量越来越大。对 LNG的生产及接收终端的储存及运输工程中的蒸发气 (BOG)的回收和利用是提高工厂经济效益的重要一环。讨论了压缩和再液化 BOG的回收方法。认为运用计算机模拟这一工程上新的工具,对提高 LNG工厂的安全性和经济效益,同时降低投资成本是很有帮助的。简介了这方面的一些事例,并提出了一些建议。     

基于热流质温度场分析的分子筛塔管线设计

在液化天然气脱水工艺中,分子筛再生气复热时高温介质导致管线系统温度升高,为研究热流质管道温度场对管线支路的影响,通过对热流质管道温度场及传热的分析,采取管系传热计算和内部介质模型的流体模拟,得到优化设计前后天然气再生气温度场及控制阀法兰处虚拟工况的温度,分析仿真流场达到稳态后的结果,通过这些结果对比现场的实测参数,进行优化管线设计,从而可以得出现场各种优化方案。该文结合天津滨海天然气液化项目的天然气再生气流场、温度场进行模拟和分析,作出合理配管设计。同时通过此次对比研究不同散热模型的热流质温度场分析,整理出系统性的计算分析方法,得出基于现场条件直管系增加翅片为散热优化推荐结构。     

低温变形Nb微合金钢铁素体相变的数学模型

以热力学和动力学理论为基础，研究了Nb微合金钢热变形过程中铁素体相的形核及长大过程，在形核速率计算中引入变形储能、晶界凸阶及微合金元素的作用，建立了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型，分析了热变形参数和化学成分对相变分数和晶粒尺寸的影响．变形温度的降低和变形程度的增加，促进了α相变过程，相变体积分数增加，晶粒得到细化．C与Mn含量增加的效果则相反．模型应用于热轧带钢生产过程的模拟，计算结果和实测结果吻合良好．     

小尺寸黑匣子高温测试系统的热防护研发

为解决目前小出入口加热炉坯料温度测试困难的问题,对黑匣子高温测试系统的热防护进行深入研究。为达到由外到内形成温度梯度,外部能够承受高温冲、内部温度恒定和减小系统尺寸的目的,首次将热防护由外到内设计为高温绝热层、低温绝热层和吸热层。高温绝热层主要用来抵抗外部高温,保护低温绝热层不受高温冲击。低温绝热层导热系数低,用来阻止热量传入。吸热层由相变材料组成,吸收传入热量,保持内部温度恒定。建立热防护3层结构的传吸热数学模型,对各部分尺寸及可靠性进行计算分析。通过破坏性实验和现场测试实验表明:采用该方案设计的热防护尺寸小,性能稳定,能够为小出入口加热炉坯料温度提供安全可靠的测试服务。     

Study on the heat transfer of high-vacuum-multilayer-insulation tank after sudden, catastrophic loss of insulating vacuum

One of the worst accidents that may occur in a high-vacuum-multilayer-insulation (HVMLI) cryogenic tank is a sudden, catastrophic loss of insulating vacuum (SCLIV). There is no doubt that the gases leaking into the insulation jacket have some influence on the heat transfer process of it. However, this issue has not been thoroughly studied so far. In this paper, a test rig was built up and experiments were conducted using a SCLIV cryogenic tank and with nitrogen, helium and air as the working medium, respectively. The venting rates of the tank and temperature in the insulation jacket were measured respectively after the three different gases leaking into the jacket. A heat transfer model describing the heat transfer process of a SCLIV tank was also presented. The calculated results using this model were compared against the experimental data. It is found that the heat transfer performance of the HVMLI cryogenic tank after SCLIV is strong relevant to the type of gas leaking into the insulation jacket.     

Cryogenic reliability of composite insulation panels for liquefied natural gas (LNG) ships

The major carrier of liquefied natural gas (LNG) is LNG ships, whose containment system is composed of dual barriers and composite insulation panels. The LNG containment system should have cryogenic reliability and high thermal insulation performance for safe and efficient transportation of LNG. The secondary barrier composed of adhesive bonded aluminum strips should keep tightness for 15 days, when the welded stainless primary barrier fails. However, cracks are generated in the composite insulation panels due to the local stress concentration and the brittleness of insulation materials at the cryogenic temperature of −163 °C. If cracks generated in the insulation panel propagate into the secondary barrier, LNG leakage problem might occur, which is a remaining concern in ship building industries.In this study, crack retardation capability in the composite insulation panel was investigated with glass fabric reinforcement. Finite element analysis was conducted to estimate the thermal stress at the cryogenic temperature and a new experimental method was developed to investigate the failure of secondary barrier of composite insulation panel. From the experimental results, it was found that the glass fabric reinforcement was effective to retard the crack propagation into the aluminum secondary barrier from the polyurethane insulation foam at the cryogenic temperature.     

LNG低温低压储罐系统设计

基于我国的LNG低温低压储罐发展现状,以满足正常使用为前提,分别对单容罐的物料管线、绝热系统、安全保护、电气仪表、储罐附件等多方面设计进行了综述,对储罐设计及制造厂家具有一定的借鉴意义。     

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后传热及绝热夹层内温度分布规律实验

在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失传热研究实验台的基础上,分别利用干燥氮气、二氧化碳、氧气、氦气及空气为破空介质,进行了高真空多层绝热低温容器发生完全真空丧失事故后的传热实验研究.实验中通过流量计和温度采集系统测得了高真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率和绝热夹层内的温度分布规律.实验结果表明,...     

用于低温存储系统的多层绝热性能分析

真空多层绝热的性能好坏直接影响到低温贮箱的安全性。根据修正的Lockheed模型,计算冷边界温度、热边界温度、层密度等对均匀层密度多层绝热性能影响,并对三区域变密度的多层绝热性能进行分析,最后针对在轨、地面状态时对低温贮箱漏热方面的要求提出采用复合多层绝热的概念,得出复合多层绝热具有优良的隔热性能。     

基于液化天然气低温冷藏车的相变蓄冷实验

针对以水为相变工质通过铜质圆管壁与低温氮气换热发生固液相变问题,通过测温和可视化测量手段模拟研究固液相变贮存LNG冷量过程,获得管内低温气体、管外液相区温度分布及冰层图相,分析了管内换热和液相区自然对流综合影响下的冰层变化和分布特性,结果表明:该换热问题具有典型的变壁温变热流密度的热边界条件;冰层厚度在有限时间内近似线性增长,且沿管长锥状分布、冰层锥度随时问呈对数增长趋势;由于液相区水的密度反转效应使自然对流主流向发生改变,导致上下壁面冰层厚度发生反转.     

移动式低温LNG贮罐强度的有限元分析

为实现移动式低温LNG贮罐的优化设计与安全运行,以高真空多层绝热结构LNG贮罐为研究对象,在分析其结构与承载特点的基础上,针对实际使用中经历的启动、制动、颠簸等多种工况,采用有限元方法分析了该类贮罐总体及局部的应力强度分布。结果表明:多种工况下,内容器内壁靠近滑动端支承的部位应力强度均最高,特别是遭遇羁绊颠簸时,其最大应力强度达到323.5MPa,比静态操作提高了62.5%,因此在LNG贮罐内、外容器上设置合适厚度与间距的加强圈对降低局部应力强度很有必要。同时水平加速度在-0.5g-1.0g区间交变时的疲劳分析与评定表明,LNG贮罐当前结构满足疲劳强度的要求,但最大交变应力强度点均出现在靠近固定支承的加强圈的边缘,说明结构不连续等对贮罐膜应力状态的破坏是导致疲劳失效的主因,故移动式LNG贮罐应尽量采用圆滑过渡结构。     

软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析

在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。     

大型LNG储罐罐底保冷层结构优化研究

针对大型LNG储罐罐底漏热量大及基础保冷性能差等问题,对储罐底部保冷结构进行了优化,并对不同储罐底部基础的温度场分布和漏热量进行了数值模拟和现场对比分析。结果表明:储罐冷损失与泡沫玻璃砖厚度呈双曲线函数关系,在内外壁温差为185 K时泡沫玻璃砖保冷层厚度设置为600 mm保冷效果显著,再增加厚度时保冷损失减小缓慢;储罐基础采用夯土基础时保冷性能优于柱桩基础,而夯土基础需在罐底设置加热系统,因此工程上大型LNG储罐需根据实际情况进行选择。     

不同种类破空气体对高真空多层绝热低温容器真空丧失后传热的影响

通过实验,分别利用氮气、空气、氧气和氦气作为破空气体,对高真空多层绝热低温容器在真空完全丧失后的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于绝热真空完全丧失后的低温容器能够起到一定的保护作用,初始和最终漏热和渗入到绝热真空夹层中气体的性质密切相关。