低溫液體儲罐蒸發率計算軟件開發

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1、低溫液體儲罐蒸發率計算軟件開發摘要蒸發率是衡量低溫液體儲運容器的重要指標。本文研究了低溫液體 儲罐蒸發率計算方法與試驗測試方法，根據漏熱量、密度、公稱容積等 條件，計算低溫液體的儲罐蒸發率，并且分析了試驗測試方法所需要的環 境條件和修正系數。對兩種方法進行了比較，分析了兩種方法的聯系與 區別。研究了影響蒸發率的各種因素，根據計算方法與試驗測試方法運 用Visual Basic語言開發出一套計算軟件，軟件具有根據輸入的漏熱 量等初始條件，計算LNG、液氮、液氧、液氬等低溫液體儲罐的蒸發率 功能。軟件的界面友好，可操作性較強。關鍵詞：蒸發率；計算軟件；低溫液體Evaporation Rates C

2、alculation Program Development forCryogenic Liquid Storage TankAbstractEvaporation rate is an important parameter to measure cryogenic liquid storage tanks. The calculation method and the test methods to get the evaporation rate of the cryogenic liquid storage tanks were researched in this paper. Ac

3、cording to the heat leak, density and nominal volume, the evaporation rate can be calculated. The connection and distinction between the two methods, were compared and analyzed. .The program to calculate evaporation rate was developed by using Visual Basic. This software is based on the input of hea

4、t leakage, and other initial conditions, calculate LNG, liquid nitrogen, liquid oxygen and liquid argon and other low-temperature liquid storage tank evaporation rate. The interface of the software is user-friendly and the software can be highly operative.Key word : Evaporation rate; Calculation Sof

5、tware; Cryogenic liquid目 錄第1章前言11.1課題背景及研究目的11.2國內研究現狀及發展前景2第2章 低溫液體儲罐蒸發率52.1低溫液體儲罐蒸發率的定義52.2低溫液體儲罐蒸發率的測定52.2.1低溫液體儲罐蒸發率計算方法52.2.2低溫液體儲罐蒸發率試驗測試方法62.2.3兩種方法的聯系與區別92.3 本章結語11第3章 影響蒸發率的因素及物性參數123.1影響蒸發率的因素123.1.1儲罐漏熱量123.1.2充滿率133.1.3環境溫度143.1.4儲罐的工作壓力143.1.5溫度分層143.1.6運行情況143.2各種低溫液體物性參數15第4章計算軟件編寫184

6、.1軟件功能介紹184.2程序運行環境184.3軟件說明194.3.1軟件運行界面194.3.2軟件計算界面194.3.3軟件計算舉例23第5章結論27參考文獻28致謝錯誤！未定義書簽。附件第1章前言1.1課題背景及研究目的隨著國民經濟的快速發展和低溫技術的普及，液氮、液氧、液氬、 液氫、液氦、液化天然氣等低溫液體的應用日趨廣泛，各行各業對儲存 和輸送低溫液體的低溫容器的需求不斷增長1。尤其是近幾年，隨著改 革開放的深入，國外主要跨國氣體公司競相在我國建立合資企業，帶來 了先進的空分設備、技術和管理，使我國低溫液體的產量大幅度提高， 供應的地區和范圍不斷擴大，價格大幅度降低，促進了低溫液體的應

7、用， 帶動了我國低溫容器的發展，使低溫容器成為一個新興的行業。隨著低溫技術的普及，低溫液體從最早的高端技術應用逐步向工業 生產和民用生活領域內滲透。低溫液體適用領域的拓展也帶動了低溫容 器的設計及制造向著多元化方向改進。固定式的低溫容器趨于規?；?， 移動式的低溫儲運容器趨于集約化。然而氣體產品有兩種儲存運輸狀態: 一種是氣態產品，如氧氣、氮氣等，通常采用地面鋼瓶充裝進行儲存和 運輸；另一種為低溫液態產品，如液態氧、液態氮、LNG等，必須采用 低溫液體容器或低溫液體槽車盛裝，并經專用設備汽化后供給用氣系統 使用。其中，作為最能體現獲得與保持低溫、實現低溫技術應用領域必 不可少的低溫液態氣體儲運技

8、術，在保持氣體質量、提高氣體利用率、 安全性和經濟性等方面，較之采用鋼瓶充裝儲運,具有更大的優越性。 世界上業發達國家氣體產品的儲存，除用管網直接集中輸送外，90%以 上均采用低溫液體儲運方式。因此，了解低溫液體儲運技術的發展現 狀，熟悉低溫液體貯運設備的結構，掌握低溫液體儲運過程中蒸發率的 測定與計算方法，具有非常重要的意義。低溫液體（含LNG）在密閉儲存過程中，由于漏熱不可避免的存在， 液體不斷蒸發造成壓力上升，最終導致氣體泄放。因此，蒸發率是衡量 低溫液體儲運容器的重要指標。本課題擬開發一套軟件，實現LNG等低溫液體儲罐的蒸發率計算。1.2國內研究現狀及發展前景低溫絕熱與儲運技術是低溫產

9、生、保持和應用必不可少的技術，如 液化器的保溫、低溫液化氣體的儲存與運輸、低溫環境的獲得與保持， 各種低溫下的應用等均離不開低溫絕熱以及低溫儲運技術。因此，絕熱 性能的好壞不僅涉及到各種低溫應用的效果，甚至還關系到這些應用是 否可能。因此，在整個低溫工程學科均廣泛應用低溫絕熱與儲運技術。 不同的絕熱結構、不同的絕熱材料、不同的工藝條件對絕熱性能影響很 大。另外，不同類型的低溫容器的絕熱結構及容器結構各不相同。低溫儲運設備又稱低溫容器，是杜瓦容器、儲液器、儲槽（槽船）的 統稱，可分成固定式和運輸式兩類，又可按儲存介質分成液氮容器、液 氧容器、液氫容器、液氦容器、液氟溶器、液化天然氣容器等。目前這

10、 些容器設備的情況如表1.1所示：表1.1低溫容器設備情況序號 類型容量及技術水平中國的創新1 .液氮、液氧、液 氬容器固定式容量：從1 L1 000 m3日蒸發率：不同容器的日蒸發率不 同，與國際水平相當。絕熱結構：小型高真空多層絕熱為主；大中型以真空粉末為主；特大型以纖維型堆積絕熱為主。運輸式公路槽車425 m3鐵路槽車45 m3槽船（集裝箱）15 m3 （LAr）容量：15 L85 m3 （鐵路槽車） 日蒸發率:3 %50 %1. 熱虹吸容器大 幅度減少輸液 損失與縮短時 間。2. 特種超高壓、高 沖擊容器。3. 特種用途容器。4. 非金屬杜瓦。5. 特大型容器。續表1.12.液氫容器絕

11、熱結構：多層絕熱為主，大型采 用真空粉末絕熱。3.液氦容器容量:：50 L1500 L日蒸發率：趨于國際先進水平 絕熱結構：多屏絕熱為主，大型采 用多層絕熱，亦采用LN2屏絕熱結 構。1.采用高真空一多 屏（多層）。2 .液氦運輸杜瓦結 構（防沖擊、振動、 冷補償結構）。3. SQUID無磁杜 瓦。4,液化天然氣容器容量：100 m3、150 m3、700 m3 （貯 槽）、3040 m3 （槽車）、22 000 m3 （槽船）日蒸發率：013 % （以上3種） 絕熱結構：真空粉末（貯槽）高真空多層絕熱（槽車）1.防止產生渦漩與 分層的流程系統及 充注結構。2 .采用可以承受軸 向與徑向沖擊與

12、位 移的端部與徑向組 合支承。3 . 40 m3大容量 LNG槽車。4.第一次建成LNG 貯船。（1）我國低溫容器的現狀我國低溫容器的應用已開始滲透到國民經濟各個部門，在改善人民 的食物結構、生活質量、身體健康和提高工業水平等方面已發揮重大作 用，取得明顯的社會經濟效益。由于市場需求不斷增長，生產廠家增多， 低溫容器已發展成為一個新興的行業。由于液氮耗量已成為一個國家工業水平的重要指標，而我國低溫液 體耗量與國外相比還存在巨大差距，其應用仍處于初始階段，在應用的許 多方面有的還未涉及，有的剛剛起步,各地區間的發展也極不平衡。另外 在低溫容器的標準化工作、產品質量和價格、行業管理等方面存在諸多

13、問題有待解決。（2）近期發展前景今后10年內，可預計低溫容器發展仍會保持良好勢頭，理由如下： 世界范圍內興起的技術革命中，高溫超導、微電子技術、生物工 程、材料科學和新能源等研究開發，以及航天技術的發展都會促進低溫 液體在新領域中的應用。 我國剛剛確立的知識創新工程8大重點領域中，農業高新技術、 人口與健康、能源、新材料、資源與環境、空間科學與技術都與低溫液 體應用有關，并會促進低溫容器的發展。 化工、冶金作為低溫容器發展的動力，在“九五”期間的擴能改造 工程已全面啟動。如1996年全國共有乙烯裝置18套，生產能力420.8萬 噸，“九五”改擴建規劃完成后生產能力可達到973萬噸。 隨著氣體工

14、業的發展，從上海、江蘇等東部沿海地區向東北、華 北地區擴張，再向中、西部地區漫延，會促使廣大中、西部地區的液氮、 液氧價格降低，從而使這些地區發揮出巨大的市場潛力。（3）遠期發展前景2010年后影響我國低溫容器進一步發展的主要因素仍然是低溫液 體的價格和供應問題，這取決于氣體工業的發展。只有使液氮、液氧價 格降低，才能實現在食品的速凍、凍干、冷藏運輸以及低溫粉碎、低溫 治療、低溫保存、低溫加工等方面大量使用低溫液體。另外液化天然氣 和高溫超導的開發應用一旦真正實現，會給低溫容器的發展帶來新的機 遇和市場4。第2章低溫液體儲罐蒸發率2.1低溫液體儲罐蒸發率的定義低溫液體儲罐的主要性能指標有靜態蒸

15、發率、封結真空度、真空夾 層漏率、真空夾層放氣速率及真空夾層漏放氣速率等。儲罐靜態蒸發率 能較為直觀地反映儲罐在使用時的保冷性能。低溫液體儲運設備的蒸發 率指標，是衡量其絕熱性能最重要的技術參數。平常所說的低溫液體儲 運設備的蒸發率，是指在標準狀態(0.101325MPa, 0C)下，儲存適量的低 溫液體，在達到熱平衡以后的蒸發速率。一般以24 h計算，故又稱日蒸 發率。它是指一天(24 h)內蒸發的數量與儲液容器的公稱容積之比。低溫液體儲罐因用途、規模及地形等原因，選擇的結構形式和絕熱 方式各不相同，對儲罐蒸發率的要求也不同。儲罐蒸發率的性能指標可 以通過測試(試驗法)得到，也可在實際運行中

16、根據運行數據計算(工況計 算法)求得。2.2低溫液體儲罐蒸發率的測定低溫液體儲罐蒸發率分為計算方法和試驗測試方法。2.2.1低溫液體儲罐蒸發率計算方法低溫液體儲罐的計算方法比較簡單，通過低溫液體的漏熱量、密度 以及儲液容器的公稱容積來求得。實際上就是通過重量法進行計算，它 是指一天(24 h)內蒸發的數量與儲液容器的公稱容積之比：a = x 100 %M(2.1)其中：g 24 h內損耗的低溫液體數量，KgM 容器內滿容積時的低溫液體質量，Kg而式中：Q “7g = M = p V故有：a = - x 100 %YP V其中：p 低溫液體的密度，Kg/m3Y氣化潛熱，KJ/KgQ日整體漏熱量，

17、KJ/dV容器的公稱容積，m3通過低溫液體的密度，漏熱量，氣化潛熱（液體比焓與氣體比焓之 差）以及容器的公稱容積可以計算出低溫液體儲罐蒸發率。這種方法適 用于低溫液體容器，但由于計算簡便，導致蒸發率計算有誤差。2.2.2低溫液體儲罐蒸發率試驗測試方法試驗測試方法通常采用蒸汽流量測量法，該方法是通過流量計，如 濕式流量計、十式流量計（煤氣表）、轉子流量計等一些儀器儀表，測量蒸 發氣體的流量。濕式流量計的精度比十式流量計高，但在測量液氦容器 的蒸發率時，一般不使用濕式流量計。因為儀器內的水分會污染氦氣， 給以后的純化工作帶來困難。試驗法通常采用液氮作為介質，國家標準 中沒有給出LNG儲罐蒸發率的上

18、限指標，相關計算參考液氮的標準。方法與裝置采用蒸汽流量測量法（濕式流量計）測量低溫容器蒸發率的裝置如 圖2.1所示5：1-低溫儲存容器；2-氣壓表；3-增濕器；4-壓力調節器；5-旁通閥；6-氣體流量計；7-真空計規管圖2.1用蒸汽流量法測量低溫容器蒸發率的裝置采用質量流量計測量低溫容器蒸發率的裝置如圖2.2所示6：1-低溫絕熱壓力容器；2-排氣管閥；3-溫度計；4-質量流量計圖2.2氣體質量流量計法測量裝置圖儀器設備：(1) 所用計量器具及儀器必須經過計量部門檢定合格，并在有效期 內。(2) 溫度計測量誤差不大于0.1 C。(3) 氣壓計測量誤差不大于150Pa。(4) 氣體質量流量計的額定

19、流量值應與被檢容器蒸發的氣體流量相 適應，測量不確定度2%。測量準備：(1) 測量場地應設置紅色警示標志。(2) 嚴禁液氫、液氧容器同時在近距離測試。(3) 流量法測量的導氣管與被檢容器連接的試驗儀器連接處要求密 封良好，并經過檢漏。(4) 測量易燃低溫液體時，排氣管用真空波紋管與流量計連接時， 管道必須經氮氣置換，并準備好密封氣囊或回收利用裝置。(5) 靜態蒸發率應在夾層真空度、漏率、漏放氣速率測量完畢且合 格后再進行。環境條件：(1) 測量應在常溫、當地大氣壓、無振動條件下進行。(2) 易燃介質低溫絕熱壓力容器靜態蒸發率的測量應有良好的通風 及防靜電、防明火等措施。測量程序：(1) 容器幾

20、何容積的測定按GB/T18443.1進行，有效容積根據幾何 容積計算。(2) 低溫液體充裝量應達到90%額定充滿率，其液體表面需包容最 上部支撐，并靜置4872h。(3) 打開與流量計相連的氣體蒸發出口管道閥門，同時關閉各氣、 液管道上其他閥門，當內容器表壓力為零時，連接流量計。(4) 觀察蒸發氣體流量穩定后，每隔一定時間記錄一次流量計示值， 按時記錄環境溫度、大氣壓力、流量計入口溫度。(5) 穩定后連續測量不少于24h。數據處理：試驗測試方法通流量計測量的氣體流量是在一定的溫度、壓力條件 下氣體流量。由于測量時的溫度、壓力等條件不同，盡管從流量計測得 的氣體流量相同，但實際的質量是不相同的。

21、因此，需做必要的修正。 采用濕式流量計測量靜態蒸發率由公式：a =X 2 7 3XP X Tn X 1 0(%0 nV T 0.1 0 1 3 2 5 T - T2(2 2)式中,qV為蒸發氣體體積流量日平均值，m3/ d ;中為氣體修正系數，采用流量計的技術說明書給定值；n為標準狀態下(0.101 325MPa ,0 C)液化氣體的氣、液體積比，液 氮為643；V為被測容器的有效體積，m3；p為被測氣體的絕對壓力，MPa；T為流量計入口溫度；T1為環境溫度；T2為低溫液體溫度，Tn為溫度修正值。采用質量流量計測定在單位時間內由低溫絕熱壓力容器中液體揮發 后通過質量流量計的氣體質量流量，計算出

22、靜態蒸發率7:a = x n x 100 %(2.3)0 nV T - T表2.1計算結果介質種類氮氧氬氫氦氟甲烷液化天然氣氣體體積比n643800780788700484591591溫度修正值Tn/K216203206273289208181182通過試驗測試法計算儲罐蒸發率需要所以計量器具及儀器必須經過 計量部門檢定合格，并在有效期內，溫度計測量誤差不大于0.1C，氣壓 計測量誤差不大于150Pa。2.2.3兩種方法的聯系與區別試驗法與計算法都是對儲罐的絕熱性能一一蒸發率指標進行判定， 但得出的結果有所區別：(1) 試驗法是嚴格遵照國家標準進行，對試驗工況進行了修正，測 試的是儲罐的靜態標

23、準蒸發率。而計算法是在運行工況進行的計算，得 到的是平均運行工況下的儲罐實際蒸發率8】。(2) 試驗法通常采用液氮作為介質，而計算法中針對的是LNG介 質。介質不同，蒸發率也不同。(3) 試驗法適用于預冷保冷階段，計算法適合于投產的初期，且對 日用氣量有要求。(4) 試驗法需一定的費用(液氮、測試單位、儀表等)和時間，操作 較為繁瑣。計算法只需取站內日常記錄數據進行分析和計算，操作簡單 方便。(5) 試驗法與實際情況有一定的差距，而工況計算法更接近實際情 況，對日常工作的指導意義更大。2.3本章結語儲罐靜態蒸發率是衡量儲罐絕熱性能的重要指標，從不同角度了解 儲罐蒸發率，有利于LNG氣化站內安全

24、有效的運營管理。試驗法和計 算法各有特點，應結合使用。國家標準中沒有給出LNG儲罐蒸發率的 上限指標湘關企業只能參考液氮的標準。第3章影響蒸發率的因素及物性參數3.1影響蒸發率的因素LNG等低溫液體由于其易燃易爆性，在運輸過程中需要無損儲存。 無損儲存時間是衡量蒸發率的重要指標卬。影響無損儲存時間的因素很 多，主要有儲罐漏熱量、充滿率、環境溫度、容器的使用壓力、溫度分 層等。3.1. 1儲罐漏熱量周圍環境通過低溫容器的絕熱結構和機械構件導入低溫液體的總熱 流，可由在單位時間內從容器中蒸發出來的低溫液體的數量來確定。日 蒸發率是衡量低溫容器絕熱質量的重要指標之一。小型低溫容器蒸發的介質量可用稱重

25、法來測量，或者測定從容器中 排出的蒸汽量來確定。大容積儲罐的蒸發率只能用后一種方法來測定。低溫容器的蒸發率的測定條件為1.013x105Pa大氣壓力和20C氣溫 下進行。由于我國各地區、各季節的氣象條件相差懸殊，許多低溫容器 的蒸發率的測量工作往往是在不相同的條件下進行的。為評價低溫容器 的絕熱質量，應有一個不受地點和條件變化影響的統一的測量標準?？?以分析周圍環境大氣壓力和氣溫變化對低溫容器蒸發率的影響，對低溫 容器的蒸發率測量值進行氣壓、溫度校正。低溫容器的標準蒸發率可以 根據式(3.1)計算。(3.1)a = 24也中門 丫 x 100 %Vp T h上式中，M為每小時蒸發的液體質量；V

26、e為滿容積時液體質量；甲p為氣壓校正系數；門T為氣溫校正系數；y h為液位校正系數。日蒸發率是衡量低溫容器絕熱性能的主要指標1。當容器充注低溫 液體并密封開始無損儲存后，由于漏熱量的影響，一方面由于系統內能 的增加，溫度上升，而使其飽和壓力增加；另一方面，由于溫度上升， 而使液體的體積膨脹，使氣相空間減少，因液體體積的不可壓縮性而使 壓力急劇增大。隨著日蒸發率的增加，壓力升高速度增加，達到低溫容 器最高使用壓力時間將縮短，即無損儲存時間減少。因此提高低溫容器 的絕熱性能，減少日蒸發率是延長無損儲存時間的主要途徑之一。目前，對于低溫類液化氣體容器的絕熱性能，國家有關行業標準和 專業標準如ZBJ7

27、6003固定式真空粉末絕熱低溫液體貯槽和JB/T6897 低溫液體槽車規定的指標，是以日蒸發率的形式出現的uh。根據日 蒸發率可以利用式(3-2)換算出儲罐總漏熱量。(3.2)Q = ap Vy86400上式中，Q為漏熱量；a為蒸發率；p為介質密度；中為充滿率;V為儲罐容積；y為介質汽化潛熱。3.1.2充滿率由于初始充滿率的不同，對于同一容器也會產生單位液體體積受熱 量不同，隨著容器中充滿率增加，整個容器的熱容增大，達到熱平衡時 兩相壓力增加的速率減少。但是，由于液體熱膨脹，使氣相空間減少， 使壓力增長速度加快。這一矛盾的結果，使得在充滿率過大或過小時均 使無損儲存時間下降，因此存在一個最佳充

28、滿率。充滿率高時，隨著熱 量的傳入，液體的體積膨脹使液體在容器中占有的容積愈來愈大，這時 會使氣體在界面處冷凝。而充滿率很低時，熱量傳入引起液體蒸發大于 液體體積的膨脹，結果使液體的體積變小，直至完全汽化Mo3.1.3環境溫度環境溫度對漏熱和蒸發率的影響與傳導傳熱、輻射傳熱在整個漏熱 中所占的比例有關。如果已知各種漏熱所占的比例，則可以根據傳熱學 的基本定律，算出環境溫度變化對蒸發率的影響13。設輻射漏熱占總漏 熱的比例為f，傳導傳熱所占的比例為g，f十g=1。設環境溫度為T2時 的蒸發率為門2，則環境溫度為T3時的蒸發率為門3，可由傳熱學基本定律 導出：T 4 - T 4T - T/c C、

29、門=n f（ 31 ）+ g（ 3 1）（3-3）32 T 4 - T 4 T - T3.1.4儲罐的工作壓力工作壓力提高，能使無損儲存時間增加，但又造成容器壁厚增加， 從而使容器重量增加，熱容量也增加，成本提高。對于運輸設備則降低 了有效載重量。因此，合理選擇工作壓力也是槽車儲罐優化設計的重要 內容之一。3.1.5溫度分層低溫液體儲存中溫度分層不僅使參數的計算帶來困難，而且會使低 溫容器使用時性能惡化，表面壓力急劇上升導致氣體壓力急劇上升。溫 度分層的現象不僅與液體的種類和受熱量有關，在很大程度上還與充滿 率有關。3.1.6運行情況槽車不同的運行狀態，對內部LNG的熱力變化過程有重要的影響。

30、槽車帶液停車時間較長時，儲罐內容易產生溫度分層的情況。槽車在行 駛過程中，雖然內部設有防晃板，但是局部的晃動也破壞溫度分層的基 本條件，使罐內溫度保持一致，對穩定槽車壓力有利。3.2各種低溫液體物性參數以下六張表格分別為甲烷、乙烷、丙烷、氮氣、氧氣、氬氣14的飽 和液體及蒸氣熱物性數據15。表3.1飽和液體、蒸氣熱物性數據（甲烷）溫度/K壓力/MPa液體密度/（kg/ m3）液體比焓/（kJ/kg）蒸氣比焓/（kJ/kg）液體比熵/（kJ/kgK）蒸氣比熵/ (kJ/kg K)980.027877441.59-333.39199.734.54669.98661000.034495438.89-

31、326.63203.444.61479.91541020.042302436.15-319.84207.104.68189.84781040.051441433.39-313.00210.704.74809.78351060.062063430.59-306.13214.234.81329.72231080.074324427.76-299.22217.704.87759.66381100.088389424.89-292.28221.114.94089.6080111.630.101325422.53-286.59223.834.99199.56431120.10443422.00-285.

32、31224.445.00339.5546表3.2飽和液體、蒸氣熱物性數據（乙烷）溫度/K壓力/MPa液體密度/ (kg/ m3)液體比焓/ （kJ/kg）蒸氣比焓/ （kJ/kg）液體比熵/ (kJ/kgK)蒸氣比熵/ (kJ/kgK)90.351.10E-06651.92176.84771.912.56029.1467953.60E-06646.83187.38777.652.67398.88431000.000011641.35198.73783.822.79048.63591050.00003635.86210.11789.992.90158.41741100.000075630.352

33、21.52796.173.00768.22351150.000169624.83232.95802.353.10928.05181200.000354619.29244.4808.543.20677.89881250.001291613.73255.87814.753.30037.76221300.002275608.14267.37820.963.39057.6399表3.3飽和液體、蒸氣熱物性數據（丙烷）溫度/K壓力/MPa液體密度/ （kg/ m3）液體比焓/（kJ/kg）蒸氣比焓/（kJ/kg）液體比熵/（kJ/kgK）蒸氣比熵/ (kJ/kg K)85.473.00E-10732.9

34、124.92690.021.83788.3548901.50E-09728.37133.56693.581.97238.0953957.50E-09723.37143.13697.782.07587.84131003.20E-08718.36152.74702.232.14737.61631051.20E-07713.34162.37706.882.26827.41631103.90E-07708.32172.03711.712.35817.23771151.10E-06703.29181.73716.712.44437.07781203.10E-06698.25191.46721.782.5

35、2716.93431257.60E-06693.2201.23726.982.60696.8051表3.4飽和液體、蒸氣熱物性數據（氮氣）溫度/K壓力/MPa液體密度/ (kg/ m3)液體比焓/ （kJ/kg）蒸氣比焓/ （kJ/kg）液體比熵/ (kJ/kgK)蒸氣比熵/ (kJ/kgK)710.044572836.58-134.6271.9312.66275.5748720.051265832.33-132.5772.7912.69135.5463730.058715828.02-130.5173.6352.71965.5188740.066979823.65-128.4574.4632

36、.74755.4922750.076116819.22-126.3975.2752.7755.4664760.086183814.74-124.3276.072.80225.4414770.097241810.2-122.2576.8472.82915.417277.350.101325808.61-121.5377.1132.83845.409780.10935805.6-120.1877.6062.85515.3937表3.5飽和液體、蒸氣熱物性數據（氧氣）溫度/K壓力/MPa液體密度/ （kg/ m3）液體比焓/（kJ/kg）蒸氣比焓/（kJ/kg）液體比熵/（kJ/kgK）蒸氣比熵/

37、(kJ/kg K)600.0007261282.0-184.1954.1882.25716.2301650.0023351259.7-175.8158.6602.39125.9985700.0062621237.0-167.4263.0922.51565.8086750.0145471213.9-159.0267.4542.63135.6510800.0301231190.5-150.6171.6952.73975.5185850.0568311166.6-142.1875.7492.84175.4055900.093501142.1-133.6979.5512.93835.3076950.1

38、63081116.9-125.1283.0393.03035.22151000.254001090.9-116.4586.1553.11855.1445表3.6飽和液體、蒸氣熱物性數據（氬氣）溫度/K壓力/MPa液體密度/ (kg/ m3)液體比焓/ （kJ/kg）蒸氣比焓/ （kJ/kg）液體比熵/ (kJ/kgK)蒸氣比熵/ (kJ/kgK)83.8040.0689611417.2-121.0542.5901.33423.2869850.0789831410.1-119.7742.9781.34933.2640900.133611379.7-114.3544.4961.41083.1758

39、950.213211348.1-108.8245.8391.47003.09791000.324001315.0-103.1646.9691.52723.02851050.472581280.3-97.33347.8291.58292.96541100.665741243.7-91.32048.3461.63742.90711150.910461204.9-85.08148.4381.69112.85211201.21391163.4-78.56248.0051.74442.7991根據參考以上各項低溫液體物性數據，從而可以得到計算軟件的各 種初始條件：（1）取 LNG，計算溫度 110K，壓

40、力 0.088389MPa（2）取液氮，計算溫度77 K，壓力0.097241MPa（3）取液氧，計算溫度90K，壓力0.099350MPa（4）取液氬，計算溫度85K，壓力0.078983MPa第4章計算軟件編寫4.1軟件功能介紹本設計所編寫的程序主要是通過漏熱量，氣化潛熱，密度以及公稱 容積來計算日蒸發率的計算機算法。在一定的溫度壓力條件下計算各種 低溫液體儲罐蒸發率。具體的說，程序可以實現以下幾個功能：（1）通過代入各種初始條件（漏熱量，氣化潛熱，密度，公稱容積） 用低溫液體儲罐蒸發率計算方法來得到蒸發率，其中計算初始數據可以 采用手動輸入或者調用參考數據進行計算，通過簡單的計算得出蒸發

41、率 計算結果，軟件可以計算LNG、液氮、液氧與液氬等低溫液體儲罐的蒸 發率功能。（2）在計算液化天然氣的儲罐蒸發率時，由于液化天然氣含有各種 組分，此時可以通過輸入液化天然氣各種組分比來計算液化天然氣的氣 化潛熱以及漏熱量從而進一步的計算液化天然氣的儲罐蒸發率。（3）通過代入各種修正系數，以及各種測量值可以通過低溫液體儲 罐蒸發率試驗測試方法計算出低溫液體的靜態蒸發率，具體公式見第2 章試驗測試方法。軟件有計算和保存功能，能將數據精確到小數點以后2位，程序設 計相對較簡單，可以進行后續的開發和維護。4.2程序運行環境（1）開發環境：Windows XP；（2）開發工具：Microsoft Vi

42、sual Studio；（3）編程語言：Visual Basic；（4）運行環境：Windows95及以上版本（可獨立運行于Windows95 及以上版本，包括 Windows98、Windows2000、Windows me、Windows XP 等）；（5）硬件條件：PentiumH以上微機及兼容機。4.3軟件說明軟件生成“.exe”文件，便于輸入數據和運行程序，且可視化較好， 便于操作?？梢愿鶕崃?、密度、氣化潛熱、公稱容積計算低溫液體 儲罐蒸發率。試驗方法中可以根據實驗數據來計算低溫液體蒸發率。4.3.1軟件運行界面軟件界面（圖4.1）主要分為5個計算，LNG、液氮、液氧、液氬、 試

43、驗方法。界面友好，可操作型較強。圖4.1軟件界面4.3.2軟件計算界面軟件計算界面比較簡單，分別為相應的5種計算，LNG、液氮、液 氧、液氬、試驗方法。軟件可以進行數據輸入以及運算，另外還有數據 保存和手動修改功能，操作性較強。圖4.2計算LNG的儲罐蒸發率液氮計算圖4.4計算液氮的儲罐蒸發率圖4.7低溫液體儲罐蒸發率試驗方法（液氮）計算得到的低溫液體儲罐蒸發率均精確到小數點后兩位，程序經運 行調試運行良好，界面友好。根據任務書要求能通過輸入的漏熱量等初 始條件，計算LNG、液氮、液氧、液氬等低溫液體儲罐的蒸發率。計算 結果能保存，方便以后的計算和維護。4.3.3軟件計算舉例以下用LNG計算說

44、明一下軟件計算功能。先從軟件運行界面點擊 “LNG”進入“ LNG計算”界面，然后單擊“數據代入”即可以彈出 LNG組分計算的界面。通過選擇LNG各種組分（甲烷、乙烷、丙烷等）， 然后輸入選擇組分的百分比，單擊“計算”，即可以通過簡單的運算得到 該組分下LNG的氣化潛熱以及密度，計算界面如下：圖4.8組分計算演示計算得到數據后單擊“代入”，便可將數據代入LNG計算界面，在 輸入數據（比如漏熱量200W，公稱容積100m3）計算得到結果，然后保 存，退出程序。圖4.9 LNG計算演示程序可以保存多組數據結果，方便數據記錄以及后續的計算，總的 來說程序簡單易懂，可操作性好，但頁面稍顯粗糙，程序還會

45、進行進一 步的維護和完善。第5章結論蒸發率是衡量低溫液體儲運容器的重要指標，本設計研究了 LNG等 低溫液體儲罐蒸發率的計算方法與試驗測試方法。蒸發率計算的難點及 關鍵點在于參數的選取，在前期所查到的論文中，由于篇幅所限，論文 給出的參數的取值都不全面，但是對于程序中所運用的參數都取自實際 資料。根據軟件運行得到的儲罐蒸發率基本都符合實際。采用Visual Basic語言編寫程序，實現了對以下未知量的求解： 能 計算在不同組分下LNG的氣化潛熱和密度； 在給定溫度和壓力條件 下計算LNG、液氧、液氮、液氬等低溫液體的儲罐蒸發率并能對于計算 結果進行保存；通過試驗數據以及修正系數運用儲罐蒸發率試

46、驗測試 方法來計算。通過編寫程序研究了兩種方法的聯系與區別，試驗法是嚴格遵照國 家標準進行，對試驗工況進行了修正，測試的是儲罐的靜態標準蒸發率。 而計算法是在運行工況進行的計算，得到的是平均運行工況下的儲罐實 際蒸發率。在本程序中試驗測試法以液氮為介質。參考文獻1 畢龍生.低溫容器應用進展及發展前景(一)J.真空與低溫，1999 (3)2 畢龍生.低溫容器應用進展及發展前景(二)J.真空與低溫，1999 (4)3 徐烈.我國低溫絕熱與貯運技術的發展與應用J.低溫工程，2001, (2)4 畢龍生.低溫容器應用進展及發展前景(三)J.真空與低溫，20005 殷合香，王炳忠，李映穎.低溫液體貯運技

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