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液化天然气排放形成的羽流过程数值研究
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ021.4[化学工程]
  • 作者机构:浙江大学制冷与低温研究所,浙江省制冷与低温技术重点实验室,浙江杭州310027
  • 相关基金:浙江省杰出青年基金项目(R15E060001); 国家自然科学基金项目(51576169)
中文摘要:

大量LNG溢出蒸发后将形成低温云团,对风向下游地面人员可能造成冻伤、燃烧以及缺氧窒息等危险。基于计算流体力学方法,构建了深低温两相多组分流动的Navier-Stokes方程以及湍流封闭方程,考虑了空气中水蒸气由于温度降低到饱和温度以下而相变传质过程。由于气相中氧气等非液化气体的存在,修正了计算水蒸气相变率的Hertz-Knudsen方程。详细给出了计算过程边界条件设置,评估了地球自转引起的科里奥利力影响特性。数值模拟了美国LLNL完成的Burro系列LNG排放羽流实验,发现考虑水蒸气相变的计算结果,相比于未考虑水蒸气相变的计算,更接近实验结果。研究结果对LNG接收终端等安全环境评估及设计有指导意义。

英文摘要:

When a large number of LNG suddenly leaks and evaporates, it will form a low temperature cloud in the wind downstream, which may cause frostbite, burn and oxygen deficit hazard to the ground personnel. Based on the computational fluid dynamics(CFD) method, the two-phase multicomponent flow mathematical framework together with the turbulence closure are built to model the cryogenic flow. The phase-change mass transfer of water vapor in the air due to the temperature depression is considered. Because of the existence of non-liquefied gases such as oxygen, the Hertz-Knudsen equation for calculating the mass transfer rate of water vapor is modified. Detailed methods for setting the boundary conditions of the computational domain are presented and the influence of Coriolis force caused by the earth rotation is evaluated. The Burro experimental series of LNG released by LLNL are simulated and the results are used to evaluate the numerical models. It is found that the results using models with the phase change of water vapor are closer to the experimental results than that without the phase change. The studies are of directive significance for the safety environment assessment and design of LNG received terminal.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185