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LNG(液化天然气)作为一种洁净、便捷、高效的能源,以其环保、高热值、储运方便等优点成为当今人类社会选择的优质能源之一,特别是近些年来随着全球LNG生产和贸易的日益活跃,液化天然气行业正成为全球增长最快的能源行业之一。由于保温性能的限制,通过壁面进入的热量必然对储罐内部LNG流体的温度场和压力场产生影响,储罐内部气压的变化不仅影响到运输的经济效益,同时过高的气体压力亦会对船舶的安全运行造成安全隐患。因此,针对LNG储罐内部流体的热响应进行研究,以获得储罐内流体的流动传热规律对于LNG船舶安全储运来说具有重要的意义。本文首先介绍了课题的研究背景以及意义,回顾了国内外对低温液体储存问题的研究现状,并运用多项式拟合的方法总结出了甲烷的各物性参数,为后续热力学方法计算与仿真模拟研究提供数据基础。然后以某型1100m3船用LNG储罐作为研究对象,根据该型储罐的特点进行了物理模型简化,提出相关假设条件,建立了常温环境中LNG储罐热响应过程的物理模型和数学模型,并应用FLUENT软件对LNG储罐响应过程进行了模拟计算。在模拟计算过程中用Realizable k-e湍流模型来描述流体湍流流动,用VOF模型处理两相流动,通过UDS功能建立蒸发模型程序,添加因气液间的蒸发而引起的质量方程和能量方程中的源相,从而处理在热响应过程中气液两相间的质量和能量的变化情况。通过LNG储罐热响应仿真模拟得到的储存过程中速度、温度、压力等流场信息,分析不同时刻储罐内的流动传热特点,得到在储存过程中LNG储罐内流动传热规律,为该型船用LNG储罐的设计和改进提供了依据。同时运用热力学模型计算方法对LNG储罐无损储存过程进行了计算,并将储罐的热响应模拟结果与热力学模型计算结果进行对比分析,并对几种热力学模型计算的假设条件的适用性进行了探讨分析,为工程设计中传统热力学计算模型的选取提供了一定的借鉴和参考依据。