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国内天然气市场需求逐年增加,进口大量液化天然气是解决供需矛盾的主要途径之一。由于液化天然气需通过气化器将其由液态转换为气态才可进行管道输送,因此在液化天然气的管道化使用中,气化器是其中的核心设备之一。现阶段应用于液化天然气接收终端的气化器大多为海水开架式气化器或浸没燃烧式气化器,但这两种换热器存在污染海洋环境以及应用成本昂贵等缺点,因此研究应用于大型液化天然气接收终端的新型LNG空温式气化器具有积极的实践意义。本文主要通过数值模拟的方法应用SST K-ω湍流模型对超临界LNG在空温式气化器中的传热性能进行研究,首先采用REFPROP软件对液化天然气的物性进行计算分析,然后通过建模软件搭建模型,利用ICEM软件进行网格划分并进行网格独立性验证,保证后续研究结果的准确性,并与现有研究结果进行对比,验证本文所采用的模拟方法的准确性。模拟得到了液化天然气在空温式气化器中经过耦合传热传质过程的温度场分布以及速度场分布。通过改变管外空气温度、流动速度以及管内液化天然气成分、入口流速等参数,对不同工况下的气化器出口流体温度、气化器管外空气侧平均传热系数进行分析,主要得出以下结论:气化器出口流体温度、气化器管外空气侧传热系数随空气温度升高而增大。空气温度由263K升温至313K,气化器出口流体温度由242k提高至294k,出口流体温度提高21.5%,传热系数提高32.3%,并且两种参数沿管道轴向方向近似呈线性增长;随着管外空气速度增加,管内流体出口温度、管外空气侧传热系数均会提高。空气速度由1m/s提高至2m/s时,出口流体温度提高4.7%,传热系数提高7.1%;不同组成成分的LNG物性随温度变化的趋势基本相同,但从入口至接近出口段,管内流体平均温度的差值在不断增大,LNG组分变化对气化器传热性能存在不可忽略的影响;管内液化天然气出口温度随液化天然气入口流速增大而降低,但管外空气侧传热系数增加,整体传热效果得到强化。本研究应用CFD数值模拟的方法,对新型LNG空温式气化器管内外流固耦合换热过程进行分析,为气化器智能运行及气化效率提高提供数据参考,同时为今后LNG空温式气化器设计优化提供理论依据。