【摘 要】
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随着科技的进步和人类社会的发展,人们对能源的需求量逐渐增大,对一次能源如石油、天然气、煤炭等的大规模使用和发展,加速了社会的发展但也造成了一定的环境问题。因此,液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）凭借清洁、高效、灵活性强的特点逐渐被人们广泛使用。近些年,随着海上天然气行业快速发展,LNG接收站的数量也在迅速增加,其中LNG气化器是这些接收站的关键设备。因为其耐高温、抗高
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随着科技的进步和人类社会的发展,人们对能源的需求量逐渐增大,对一次能源如石油、天然气、煤炭等的大规模使用和发展,加速了社会的发展但也造成了一定的环境问题。因此,液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）凭借清洁、高效、灵活性强的特点逐渐被人们广泛使用。近些年,随着海上天然气行业快速发展,LNG接收站的数量也在迅速增加,其中LNG气化器是这些接收站的关键设备。因为其耐高温、抗高压、安全可靠等优势,印刷电路板式换热器（Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE）已逐渐成为海上浮式LNG设备的理想选择,并广泛应用在LNG接收端和LNG-FSRU（浮式储存和再气化装置）。本文通过建立双通道翼型肋印刷电路板式LNG气化器的三维数值模型,通过数值模拟研究分析超临界LNG（冷通道）和丙烷（热通道）的冷凝传热及耦合机制,并对翼型翅片进行交错布置与垂直布置,揭示了不同结构的翼型肋PCHE的热工水力性能。研究结果表明,当Ls越大时,速度流场更加的光滑均匀,因此更加有利于强化传热,研究发现当翼型肋片完全交错布置（Ls=6mm、Lv=4.2mm、Lh=12mm）时,其科尔本J因子最大,范宁摩擦因子f最小,说明处于完全交错布置的翅片更加有利于传热;当Lv越大时,超临界LNG和丙烷的流速越小,但是速度流场更加的光滑均匀,说明稀疏布置的翼型肋片更加有利于强化传热。通过综合对比可以发现交错且稀疏布置的翼型肋片换热性能最佳。其次,分析运行参数的变化对翼型肋PCHE的影响。研究表明进口温度对传热性能影响不大,质量流量对传热性能的影响更大,提高超临界LNG的质量流量或者降低丙烷的质量流量都能提高翼型肋印刷电路板式的换热性能。本论文通过对翼型肋印刷电路板式LNG气化器结构参数和运行参数的热工水力性能分析,为以后翼型肋印刷电路板式LNG气化器的工程应用提供了一定的理论依据。
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