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多用途再液化气船是液化天然气的主要运输方式之一,我国在液化天然气运输船的研究正是起步阶段,亟待对再液化系统设备开展全方位研究。本论文以组合式冷却器为研究对象,它是多用途再液化气船BOG再液化系统冷箱的核心设备,其结构形式为U型管管壳式换热器,该冷却器作为BOG再液化预冷阶段的设备,采用丙烯作为制冷剂,预冷天然气。组合式冷却器的传热与压降性能直接影响着整个系统的安全运行特性,作者针对组合式冷却器的传热和压降性能,重点开展以下三个方面的研究工作:(1)对比不同制冷剂相同工况下的传热性能;(2)丙烯制冷剂在不同工况下的传热性能;(3)不同折流板间距的组合式冷却器的传热性能。依据这三方面的研究结果,采用?效率和J-F因子评价方法,进一步对组合式冷却器的传热性能优化。针对以上研究内容,首先利用SRK方程计算天然气的物性参数,使用均相模型计算丙烯制冷剂相变过程中的物性参数。其次,利用Aspen Plus软件建立组合式换热器的实体模型,对不同制冷剂、不同工况下的组合式冷却器的传热和阻力性能进行数值模拟,采用?效率的评价方法优化丙烯制冷剂入口工况;同时获得冷流和热流进出口物性参数。最后,将得到的物性数据输入Fluent软件材料物性数据文件中,作为数值模拟物性参数数据。在此基础上,对组合式冷却器进行不同折流板间距的结构下的传热性能数值模拟,通过J-F因子评价方法对组合式冷却器折流板间距优化。通过模拟得出以下结果:(1)在相同工况条件下,比较丙烯、乙烷、丙烷、氨四种不同制冷剂冷却效果,氨在该种结构的冷却器的冷却效果更好,更适用于该种冷却器,其次是丙烯。基于安全的考虑,丙烯更适用于该工艺流程中的组合式冷却器。(2)通过对不同工况下组合式冷却器传热和压降性能模拟,分析得到组合式冷却器制冷剂最佳入口工况为:流量:13000kg/hr;压力:1.5bar;温度:-40.6℃。优化后,实际中组合式冷却器的制冷剂入口工艺参数范围为:流量:13000kg/hr~16000 kg/hr;压力:1.3bar~1.6bar;温度:-40.6℃~ -48℃。(3)对不同折流板间距的组合式冷却器进行了数值模拟,综合J-F因子评价方法对计算结果优化:折流板nb=10布置可以获得最佳的换热器的性能。