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竖直圆管内超临界压力低温甲烷传热的数值研究

2021-11-12姜文全李婷婷宿诗雨石杰峰

辽宁石油化工大学学报 2021年5期

李 琳,姜文全,李婷婷,杨 帆,宿诗雨,石杰峰

(1.辽宁石油化工大学 机械工程学院,辽宁 抚顺113001;2.临沂市自然资源和规划局,山东 临沂276301;3.辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院,辽宁 抚顺113001)

液化天然气(LNG)作为清洁能源,其进口量日益增加。由于其低温特性,应用过程中的传热过程是必要的一环[1-2]。已有学者对不同应用背景下的超临界压力LNG(或甲烷)的传热过程进行了研究。韩昌亮等[3]、王博杰等[4]、李仲珍等[5]、潘杰等[6]对接收站气化器管内LNG的传热过程进行了实验和数值研究,分析了压力、质量流量、边界条件等对换热特性的影响,发现管内LNG局部传热系数在拟临界点附近达到最大;王亚洲等[7]针对航空领域低温推进过程超临界压力LNG的传热过程进行了研究,发现临界区域附近物性的剧烈变化使传热过程恶化;李玮哲等[8]、贾丹丹等[9]对印刷式电路板内LNG的传热过程进行了数值研究,讨论了通道截面形状和流道弯曲角对换热的影响;H.F.Gu等[10]、郭占魁等[11]对水平和竖直管道内超临界压力LNG的传热过程进行了研究,均发现在高热流、低质量流量下会发生传热恶化现象;D.Huang等[12]对超临界压力水、二氧化碳和碳氢燃料传热的实验关联式和恶化判据进行了总结,发现不同流体关联式和判据的差异较大;白万金等[13]、Q.Zhang等[14]、B.S.Shiralkar等[15]、曲默丰等[16]发现,低质量流率下会出现异常传热行为;R.N.Xu等[17]及其他学者[18-28]研究了浮升力和热加速因子;S.Yildiz等[29]及范辰浩等[30]研究了管径对超临界压力流体传热行为的影响;……

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