【《LNG储罐内模型的建立分析》1900字】

LNG储罐内模型的建立分析目录TOC\o"1-3"\h\u31887LNG储罐内模型的建立分析 1227771.1建立LNG储罐的三维模型和网格划分 1129741.1.1LNG储罐模型的建立 163751.1.2LNG储罐模型网格的划分 329773-2网格模型在Flnent中相关参数的设置 412693-3LNG储罐网格的无关性验证 580363-4小结 51.1建立LNG储罐的三维模型和网格划分通过比较选择合适的储罐内部流场域模型，通过对储罐内部流场区域的相关尺寸等参数，建立储罐内部的流场区域模型。同时采用流体划分的方式，划分相应的流体网格。1.1.1LNG储罐模型的建立在此次模拟顶部的混合充装的过程中，选择使用LNG储罐内容积为200m3的LNG储罐作为相应研究对象，忽略实际模型中LNG储罐的壁面厚度，方便于后期模拟仿真。首先，通过对实际生产生活中所使用的LNG储罐进行相应的简化操作，确定所要建立的LNG储罐的顶部混合充装模型。其次，通过Fluent相关软件建立所需的LNG储罐内部流场区域的三维模型，其正视图如图3-1所示。图3-1LNG储罐内部流场区域的三维模型正视图在所建立的LNG储罐内部流畅区域的三维模型中，LNG储罐内部整个流场区域大体为横向圆柱结构，储罐左上方为LNG存储液进口，右侧为储罐内存储液出口。使用内部容积为200m3的储罐模型，忽略储罐的壁面厚度。其轴向尺寸为沿y轴方向L=7860mm,底面直径d=6000mm；储罐进口、出口管径相同，均为d=500mm，三维模型如图3-2所示。出液口进液口出液口进液口图3-2LNG储罐内部流场区域的三维模型图同时，在此LNG储罐容积的流场区域内，存储有一定质量的LNG存储液；储罐流场区域内原有的LNG存储液含量为沿x轴正方向2.5m的范围。在此次的模拟仿真过程中，不考虑由传热造成的影响。同时，假设整个LNG储罐充装之前整个内部区域LNG均匀分布，在模拟的过程中仅考虑在进行顶部充装时储罐内部LNG贫富液的混合情况，不研究相变问题。1.1.2LNG储罐模型网格的划分模型建立完成之后，进行物理模型网格的划分。通过使用Flent软件中Mesh网格划分软件来进行对物理模型的网格划分。网格划分的过程中，依据所要进行的模拟仿真分析，在进行网格划分时，依据相关物理模型选择CFD模式，流体分析软件选择Fluent。最终，模型网格数为247545，网格模型中最大网格正交质量为0.99483，最小网格正交质量为0.19932，网格质量良好，可以满足后续Fluent的相关模拟运算需要，如下图3-3、图3-4所示。图3-3LNG储罐内部流场区域的三维模型网格正视图图3-4LNG储罐内部流场区域的三维模型网格图3-2网格模型在Flnent中相关参数的设置为了方便于在后续过程中的模拟仿真，在进行相关参数的设置时为了突出模拟实验的主要研究对象，对模型做相应的简化设计。（1）在模拟LNG储罐内部的混装动态分析中，储罐内LNG储液及相关来料的LNG相关成分、含量依据实际生产生活中常见的相关典型资源确定，如下表3-1所示。表3-1LNG的组分参数表密度/（kg/m3）温度/（K）黏度/(10-4Pa·s)贫液470111.451.2富液420114.451.5（2）在模拟顶部的混装过程中，Fluent采用mixture作为本次模拟仿真的的多项流模型，采用方程作为实验中的湍流模型方程，进口边界条件为质量，壁面为绝热条件，为了减少计算量同时维持系统内的质量平衡，出口的相关边界条件为outletvent。储罐内LNG视作一个整体，壁面wall为绝热状态，其初始密度设置为定值。3-3LNG储罐网格的无关性验证在模拟过程中，为了保证Fluent运算结果的可靠性同时减小相应的计算量，需要对网格进行相应的独立性性验证。网格的无关性验证即在原有的数量基础上不断增加网格的数量，进而得出实验数据随网格数量的变化程度。倘若不断增加网格的密度，但实验数据的变化程度并没有出现较为明显的变化，则在后续的模拟分析中就没有必要增加网格密度了。本次实验中主要研究方向为充装过程中储罐内部的动态分析过程，通过贫液充装富液储罐时观察储罐内部的容积的变化以及在富液充装贫液储罐过程中的相应变化情况来分析网格的无关性验证。模拟过程中贫液充装速度为3m/s时所测得的不同情况下储罐内部流体部分的变化程度。由结果显示可以看出，伴随着网格数量的增加，对所测得的结果影响并不大，如下表3-2所示。表3-2LNG储罐内部网格的无惯性验证网格数40625247545575472贫液充装过程液面到达出口时间47.2s47.4s47.2s3-4小结在本章通过Fluent软件建立了LNG储罐的内部流场区域的三维模型，在模型的建立过程中，依据实际生产情况再不会影响模拟分析结果的的情况下对模型进行适当的简化处理。在本次的模拟仿真过程中，不考虑由于传热所造成的影响。同时，在模拟的过程中，主要考虑方向为LNG储罐内部流畅区域的动态混合分析过程，因此可以忽略LNG储罐壁面的厚度。在两种不同成分、体积分数的LNG储液的顶部充装的过程中，由于LNG贫液富与富液之间存在较为明显