超临界LNG在新型船用换热器冷通道内流动换热特性研究

本文在新型换热器冷通道内，对超临界状态下LNG的对流换热过程进行数值模拟，分别研究入口温度、入口质量流量和壁面热流密度对超临界甲烷流动与换热特性的影响，提出一种在直通道中加入凹槽结构的强化换热模型。首先采用Ansys Space Claim对换热通道进行几何建模，再使用Siemens STAR-CCM+仿真软件对模型进行网格划分和求解。研究发现：局部对流换热系数随着入口温度的升高有所降低，努塞尔数变化趋势与局部对流换热系数变化趋势大致相同，在斜通道内，超临界LNG具有更好的换热性能；当通道入口质量流量和壁面热流密度增加时，局部对流换热系数也随之增大；凹槽结构对换热器换热性能有较大的提升，对综合性能的提升较小。