液化天然气空温式气化器传热性能分析(下)
三、LNG 空温式气化器传热传质特性分析
液化天然气在空温式翅片管气化器中的气化过程是管内流动沸腾相变和空气侧自然对流传热过程的耦合。低温液化天然气在翅片管内流动，在温差的驱动下热量由空气经过翅片、基管传给管内液化天然气，管内液化天然气温度升高至泡点后开始气化并升温，与此同时，翅片管外侧近壁处空气温度降低，密度增大，产生自然对流。常用的空温式翅片管气化器的进口设在气化器底部，出口设在气化器上部，启动时，LNG 从底部流入气化器，在流道内吸热气化，温度沿管长方向不断上升，最终从出口流出。
四、LNG 空温式气化器单根翅片管数值模拟
LNG 在空温式气化器内气化的整个过程为自然对流、导热、强迫对流及沸腾相变的耦合问题，有实际意义的物理问题大多无法获得解析解，只能采用数值计算的方法。数值模拟将数学分析理论、物理模型、装置设计等结合起来，以计算机为操作平台，短时间内可对物理几何参数分布广的模型进行计算，有助于对客观物理规律的研究，而且具有研究周期短、节省费用的优势，在工程设计和研究中有着积极的作用。
在实际操作中应利用数值模拟方法，在空气侧自然对流和管内相变条件下对影响空温式气化器单根翅片管传热性能的几何参数、空气温度及流速进行研究。在对LNG空温式气化器单根翅片管的传热传质过程进行数值模拟时，首先，可利用Fluent软件(一种求解流动与传热等问题的大型数值模拟软件)进行计算并应用数学模型进行模拟， 使用 Gambit 建立几何模型并进行合理的网格划分，确定模型中边界条件的类型及输入参数，编写 UDF 自定义程序描述 LNG 沸腾相变过程，可得到温度场和速度场等势图，以及管内气化率和温度沿管长的分布，最后要注意分析下翅片外侧空气温度和翅片管内 LNG 入口流速对空温式气化器单根翅片管传热性能的影响。
五、结论及注意事项
1、空温式气化器不消耗外加能源，气化能耗费用低，液化天然气供应，在我国南方地区得到广泛认可与应用。
2、将翅片管外侧空气自然对流、固体导热和翅片管内 LNG 气化相变过程进行耦合，采用切割 shadow 面的方法确保流固耦合界面热边界条件的一致性，可以更合理地模拟了 LNG 空温式翅片管气化器的传热传质过程，使计算更趋精1确化。
3、通过对翅片管传热传质过程进行数值模拟，可得到翅片管横截面的温度场和速度场分布、管内截面平均气化率和温度沿管长的变化以及传热系数等，能更直观地描述 LNG 在翅片管内气化的整个传热传质过程。
4、要注意空气温度变化对翅片管传热性能的影响。在 280K-300K 范围内，随着空气温度升高，总换热量增大，纯液相段长度缩短，天然气出口温度增大，即空气温度越高，翅片管的传热性能越好，扩大了空温式气化器的应用范围。
5、要注意分析 LNG 入口流速对翅片管传热性能的影响。流速在 0.03-0.09m/s 范围内，无锡液化天然气价格，随着流速的增大，翅片管总换热量和内管对流传热系数增加，但进出口焓差减小，气态天然气的出口温度降低，应综合考虑多个换热指标的变化趋势，来确定哪一个结构尺寸的翅片管的最1佳入口流速。
压缩天然气加气机控制系统功能需求分析
1.压缩天然气加气机工作原理
实际上，压缩天然气加气机具体的工作原理是通过将使用主控电磁阀，促使外部高压天然气顺利流入到加气机内部，而在这一过程中，加气机内部的质量流量计将会对流入的气体进行准确计量。此时加气人员将会搬动手动阀，促使加气1枪中含有的压缩气体加入到汽车存气罐中。而在这所有的环节中，都是利用控制器进行自动化操作的。同时，控制器还会对质量流量计进行实时监测，还会把检测到的数据结果进行统一处理显示。
2.客户需求及产品功能特性分析
通常情况下，压缩天然气机器加气机控制系统在正常运行过程中，溧阳液化天然气，往往需要按照相关程序执行进行操作。其中主要包括了对机体内部电磁阀的开启和关闭，流量质量信号检测等等，而这些全过程都是要经过加气机控制系统的管理控制。而站在客户角度方面来说，在对压缩天然气加气机控制系统进行设计时，应该具体考虑以下几方面功能：
(1)设计人员在对压缩天然气加气机控制系统进行设计时，需要切实站在客户角度上考虑问题，加快实现对加气机内部电磁阀的自动化控制，对其开启与关闭操作进行有效的管理，这样有利于保证加气机高效稳定的运行，进一步增强加气机系统的抗干扰性。
(2)控制器可以通过采集到的电信号，对加气机内部管道压力变化情况进行实时监测，这就需要设计人员对其AD转换功能方面进行优化设计，使其具备良好的灵敏性。
(3)为了更好的满足于客户对控制器功能的需求，控制器在实践应用过程中，应该能够利用质量流量计产生的脉冲电信号，对加气过程中气体流量大小进行记录，以此来对加气金额进行计算。
(4)在实际的设计过程中，液化天然气采购，设计人员还要重要考虑到控制器系统数据储存模块的功能，通过使用相关数据库，对加气数据进行记录与储存，以便于用户查询与打印。
(5)现行的压缩天然气加气机控制系统还要与IC卡读卡器模块相互连接在一起，促使用户在加气过程中，通过使用IC卡完成全部交易活动，尽最1大限度的为用户提供更多的便利。
(6)对于擦混同优1秀的设计部分，设计人员应该在此基础上进行改进和完善，由于现代科学技术的飞速发展，相关系统软件具备了丰富的功能作用，设计人员应该重点考虑人机交的操作方式，实现触屏操作方式。
(7)就我国当前网络发展趋势来看，嵌入式产品已经占据了主导地位，因此，在现代加气站建设中，应该实现多台加气机之间的数据共享，并借助网络技术优势，对这些加气机系统进行统一管理控制，确保加气机控制系统支持网络连接，在设计时，预设出网络连接口。
3.系统的功能实现方案分析
该控制器除了需要一个功能较为强大的核心处理器之外，实现各项系统功能的硬件基础是各种外部设备以及相应接口。各项功能的相关设计方案为：
(1)对于加气机内部的电磁阀的控制，需要使用控制器中集成的GPIO接口。由这些GPIO接口所产生的电平信号可以控制对应电磁的开闭状态。
(2)目前使用较为广泛的质量流量计是以电脉冲为输出信号，因此控制器同样可以使用GPIO端口作为信号输入采集口，来对质量流量计发送的电脉冲信号进行采集，并通过软件程序进行脉冲信号的计数。
(3)用于测量管道内气体压强的压力变送器所产生的信号为基于电压的模拟量信号，所以控制器可以使用内部集成的AD转换模块来对输入信号进行数模转换，并进行记录和处理。