张康，韩昌亮，任婧杰，周一卉，毕明树



SCV蛇形换热管内超临界LNG传热特性数值模拟

张康，韩昌亮，任婧杰，周一卉，毕明树

（大连理工大学化工机械学院，辽宁 大连 116024）

LNG沉浸式汽化器在液化天然气接收站应用广泛，管内超临界LNG的传热特性对SCV运行有重要影响，为此，建立了单根蛇形换热管内LNG流动传热过程的数值计算模型。分析了管程压力、热通量、入口速度及物性变化对管内流体温度与局部传热系数的影响规律。计算结果表明，局部传热系数沿流动方向呈先增大后减小的趋势，并在准临界点附近达到峰值；由于二次流现象，传热系数在弯管处发生突变。在操作压力范围内，压力越大，局部传热系数峰值越小；热通量越大，局部传热系数峰值越早出现，峰值过后系数下降越快，出现传热恶化现象；而入口速度越大，局部传热系数越大，其峰值出现位置越靠后。该数值模拟结果可为LNG沉浸式汽化器的设计提供参考。

超临界流体；液化天然气；SCV；数值模拟；传热；蛇形换热管

引 言

随着全球范围内能源危机与环保问题的凸显，天然气以其安全、清洁且经济的优势在能源市场上异军突起，逐渐改变着中国“以煤为主，重油轻气”的能源产业结构。天然气通常在经过超低温液化后进行储存和运输，使用时再通过汽化设备对LNG进行处理。目前LNG接收站中主要的汽化装置有空温式汽化器、vaporizer，简称SCV）。

SCV具备启动迅速、热效率高等特点，常用于天然气系统的调峰。典型SCV的主体结构通常由换热管、水浴、沉浸式燃烧器、燃烧室和鼓风机等组成[1]。……