液化天然气浸没燃烧式气化器数值模拟方法研究

【摘要】：为了考察在一定设计尺寸下液化天然气(LNG)浸没燃烧式气化系统的天然气出口温度能否达到生产要求,建立了对整个浸没燃烧式气化器(包含燃烧室、下气管和LNG换热器3部分)中一系列流动和传热的数值计算模型。在燃烧室中,采用灰气体加权和模型(WSGGM)计算烟气的吸收系数,利用DO模型求解辐射传递方程,并在考虑对流和辐射的混合传热作用下计算出火焰罩的壁面温度以及烟气、二次空气出口的平均温度;在LNG换热器中,对流体物性剧烈变化的管程进行分段处理并采用两相流体模型来模拟壳程中气液两相的流动和传热过程,在分别获得管壳两侧的平均传热系数后用以计算总的换热系数。所获得的管程和壳程对流换热系数和关联式与已有的文献值符合良好。壳程入口气体温度在500~700℃的范围内变动时,壳程出口气体温度与壳程水浴平均温度略微升高,同时壳程水浴湍动能降低,换热系数稍有减小。模拟获得的天然气出口温度可维持在15℃左右,能满足生产需要。 【作者单位】： 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室;
【关键词】： 浸没燃烧式气化器 数值模拟 辐射 两相流动 LNG换热器
【基金】：国家自然科学基金资助项目(2013CB228304)
【分类号】：TK172
【正文快照】： 浸没燃烧式气化器(SCV)由于其高效且安全可靠,被广泛应用于液化天然气(LNG)的调峰系统中。LNG浸没燃烧式气化器是一种将低温液化天然气加热气化的装置,它的加热源来自于燃料在水下的浸没燃烧过程。图1为浸没燃烧式气化器系统的示意图。燃料(一般为天然气)在燃烧室中燃烧后掺混

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