船用LNG燃料储罐蒸发量与维持时间计算方法

作     者：田竹刚 尹奇志 王冰 TIAN Zhugang;YIN Qizhi;WANG Bing

作者机构：武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063 武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心武汉430063 武汉理工大学船舶动力工程技术交通行业重点实验室武汉430063 长江航运科学研究所武汉430022 

基　　金：国家科学支撑计划项目(2013BAG25B03)资助 

出 版 物：《交通信息与安全》 (Journal of Transport Information and Safety)

年 卷 期：2016年第34卷第3期

页      码：57-63页

摘      要：在液化天然气(LNG)动力船舶设计中,船用LNG燃料储罐中的蒸发量和维持时间的计算,对于LNG动力船蒸发气体处理系统的设计有着重要意义。提出了一种基于LNG平均蒸发率的LNG燃料储罐蒸发量和维持时间计算方法。利用传热学公式,对储罐分别装液氮和LNG时的蒸发率进行分析,得到储罐的液氮静态蒸发率和LNG静态蒸发率之间的关系。根据不同压力下的LNG密度和汽化潜热的关系,得出储罐内部压力在小范围变化时的平均蒸发率计算公式。运用计算所得的LNG平均蒸发率推导出LNG蒸发量的计算公式,根据蒸发后储罐中气体质量的变化得出维持时间的计算公式。最后,以某20m3 LNG储罐为例,分别使用基于LNG平均蒸发率的方法和基于液氮蒸发率的方法计算了该LNG储罐的蒸发量和维持时间,其在维持时间内的蒸发量分别为20.72kg和34.1kg,维持时间分别为21.64d和13.15d,基于LNG平均蒸发率方法比基于液氮蒸发率方法得出的蒸发量少13.38kg,维持时间多8.49d。使用这2种方法进一步计算了蒸发量随时间的变化并进行了比较,结果表明,2种方法计算的储罐蒸发量随时间的变化总体趋势相同,但蒸发量和维持时间差别较大;与基于液氮蒸发率的方法相比,基于LNG平均蒸发率的方法所计算的结果更接近实际值,能更好地指导LNG动力船蒸发气体处理系统的设计。

主 题 词：交通安全 LNG储罐 蒸发量 维持时间 传热学 蒸发率 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 

D　O　I：10.3963/j.issn1674-4861.2016.03.008

馆 藏 号：203187628...