天然气液化冷剂管外降膜流动特性数值模拟

• 作者: 孙崇正 李玉星 曹学文 韩辉 刘亮 许洁
• 来源期刊: 油气储运
• 学科: 工学
• 关键词: LNG 降膜流动 液膜厚度 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 工艺与工程|PROCESS & ENGINEERING
• 页码范围: 200-210
• 页数: 11页
• 分类号: TE646
• 语种: 中文
• DOI: 10.6047/j.issn.1000-8241.2022.02.010

摘要

降膜流动蒸发是液化天然气工艺中绕管式换热器的核心传热方式.为了研究不同雷诺数、管外径及管间距对烷烃类介质降膜流动管间流型、液膜厚度等参数的影响,基于VOF两相流模型和Level Set两相流模型的耦合模型,进行降膜流动的数值模拟研究,同时搭建可视化实验装置,对数值模型进行实验验证.基于数值模拟结果,拟合得到了适用于烷烃类介质的液膜厚度计算关联式.结果表明:雷诺数和管外径对液膜厚度分布影响较大,当管外径为4 mm时,在较大的雷诺数范围内(340～1 700),降膜流动的液膜厚度均匀,稳定性较差.研究成果可为天然气液化工艺绕管式换热器的设计与安全高效运行提供理论指导.