低温液体水面扩散和潜水过程传热传质研究

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低温液体水面扩散和潜水过程传热传质研究
随着低温液体的使用、储存和运输越来越广泛,低温液体泄漏和释放会对周遭人员和设备带来危害。上述危害的轻重程度取决于低温液体在水面流动和汽化的传热传质特性,这些传热传质特性的表现主要存在于低温液体的泄漏,蒸发,扩散和潜水等过程中,因此相关问题需要深入研究。
针对低温液体的流动特性,将低温液体水面泄漏和释放过程分为低温液体水面扩散过程和低温液体垂直潜水过程。通过对浅水方程添加源项,本研究设计了一种适用于低温流体的水面泄漏和扩散的计算模型,并利用该模型对以LNG为例的大规模低温液体水面泄漏过程进行数值模拟,分析和研究了低温液体从不同类型的储罐泄漏到水面的场景。
此外,采用level-set方法追踪低温液体-水两相界面,通过修改控制方程源项表征低温液体-水相际界面的相变过程,本研究建立了低温液体水面垂直潜水过程流动和汽化模型。在给定条件下,对不同入流速率的液氮潜水过程进行模拟计算,并分析低温液体在潜水过程中流动状态,潜水深度和汽化率。
研究表明,低温液体在水面形成的液池厚度梯度变化较大,扩散过程中会形成阶跃;低温液池的最大半径与出流孔径表现出玻尔兹曼渐近关 ...

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关键词：Level 扩散过程 Leve 数值模拟 计算模型