近些年来,液化天然气(Lquefied Natural Gas,文中简称LNG)的价值和作用受到了社会各界的普遍关注,而与LNG有关的专用贮存设备和气化设备的研究也已成为学术界的热点。LNG浸没式燃烧型气化器(下文简称SCV型气化器)是一种高效换热器,主要用于调峰系统中。尽管对管壳式等换热器的研究已较为深入,而对SCV型气化器的结构及数值模拟方面的研究鲜见报道。与普通换热器相比,SCV型气化器有很多特殊性,例如射流气体与水之间的混合与换热、射流气体对水的扰动、换热管的结构与布置、管内LNG既要气化又要流动,以及出口处气体含量过低等。为实现其合理设计,需要掌握气化器内流体流动与传热规律,以及探讨更为合理的结构和操作参数,从而为实现工程实际应用提供参考依据。本文对SCV型气化器的燃烧室,壳程流场,管程的流动与换热分别进行数值模拟,探讨了提高气化器壳程水浴湍动和管程LNG气化率等的结构参数和操作参数,在获得优化结构和操作构参数之后,再对气化器做综合数值模拟。主要的工作与结论如下:建立了LNG气化器燃烧室,壳程流场,以及管程流体流动与传热过程的物理和数值模型,用标准k-ε湍流模型描述流体的湍流流动,用通用有限比率模型处理燃烧室内的组分燃烧,用离散相模型描述射流气体与水浴的相间耦合,用混合物模型处理多相流动,用UDF函数添加源项的方法来描述LNG气化的过程。通过数值模拟方法,得到了SCV型气化器燃烧室的温度场与流场,并对出口温度,流速以及燃气组分作了分析,为下级工况的运行提供了操作和设计依据。通过对气化器壳程流场模拟的结果表明:喷射气体的雷诺数对壳程水浴的流动影响较大,壳程水浴的平均速度和平均湍动能随着喷射气体雷诺数的增大而增大;同位排列更有利于管束周围水浴的湍动;管束和壁面等因素对壳程流场有明显影响。通过对气化器管程数值模拟,得到管内流体的温度场、速度场、压力场以及气相的分布,描述了管程流体气、液相分布和流动情况,并获得了影响气化率的因素。气化器综合数值模拟结果表明:壳程和管程的优化参数对气化器换热系数和气化率的提高有显著的影响。