低温储罐大流量排液过程数值模拟研究

作者:邱国毅; 高荣; 司标; 张伟; 马恒高; 周杰; 王凯*; 植晓琴; 邱利民
来源:真空与低温, 2023, 29(01): 78-86.
DOI:10.3969/j.issn.1006-7086.2023.01.012

摘要

大型低温储罐广泛应用于航空航天、能源、化工等领域的大规模低温液体储存。在大型低温储罐的大流量排液过程中,确保排液稳定且不夹带气体对于系统的安全运行至关重要。针对某3 000 m3液氮储罐2 000 m3/h的大流量排液工况,建立了该储罐及其排液管路的计算流体力学(CFD)模型,重点分析了大流量低温流体排液过程的气液界面、流场、涡量场和管道压力波动,讨论了影响临界液位高度的因素及防涡板在排液过程中发挥的作用。结果表明,在从静止液面开始的大流量排液过程中,当临界液位高度在0.15 m以下时,不会形成明显的漩涡;低温储罐初始液位高度对临界液位高度的影响较小,而防涡板在排液过程中阻碍了流体流动,会导致临界液位高度升高。研究可为大型低温储罐排液系统的稳定操作提供指导。

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