振动环境下液化气容器内热力过程数值模拟研究

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由于液化气体在储运过程中具有安全隐患,火灾爆炸事故时有发生,事故的主要原因有液化气容器暴露在热环境下(如火焰包围、太阳暴晒等)、容器泄漏(如壁面裂缝、阀门压力故障等)、容器受到冲击振动等等。本文主要对液化气在运输过程中振动环境下罐内热力过程进行了分析,得出了一些结论。本文先建立了液化气罐在振动情况下的预备数学物理模型,然后建立了一个完整的物理数学模型。该模型包括以下四个部分:(1)振动导致的容器运动,分析运动过程中,饱和液体和气罐的相对运动以及对罐内压力的影响。(2)由于压力变化导致的饱和液体的相变。(3)根据经验公式计算过热液中气泡的生长和消失。主要利用质量守恒定律分析饱和液体的传质过程。(4)计算由于气泡的生长和消失导致的容器内压力的变化。在建立数学模型的基础上,用商业CFD软件CFX模拟在振动过程中罐内介质的相变,分析气液体积分数变化情况,罐内的压力变化情况。根据这些数据进一步分析罐的振动频率和液体的填充量对汽化速率和压力波动的影响,得出一些趋势性结论,为液化气的安全储运提供理论参考依据。
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