液化石油气低温储存的技术经济研究Ⅱ．储存方式与经济性比较

通过技术经济比较对液化石油气（ＬＰＧ）常温压力法、低温压力法和低温常压法等储存方式在我国的适用性作了分析研究．分析表明低温法比常温法具有投资低、占地面积少、钢耗量小等特点，但耗电量增加．认为低温压力法比其他储存方式在我国大部分地区有更好的经济效益并提出了限压工作点选择的原则和方法，如长江流域限压点应取夏季平均温度所对应的球罐中ＬＰＧ的压力．另外对上海地区新建大型ＬＰＧ储备厂提出较为适宜的方案，限压点建议取０．４ＭＰａ．     

LPG汽车燃料装灌供应系统浅析

因气体燃料是一种洁净燃料,ＬＰＧ（液化石油气）汽车作为城市公交及出租车将得到迅速发展．在简述建立车用ＬＰＧ灌装供气系统必要性的基础上,分析了国内外ＬＰＧ储灌设备的发展情况,并对我国ＬＰＧ储灌设备的设计、施工、安装、使用及维护等作了探讨．     

丙烷/空气低温等离子体点火起爆数值研究

为研究脉冲爆震发动机低温等离子体点火起爆机理, 充分考虑丙烷/空气详细化学反应动力学机理, 将低温等离子体点火器放电区等效为高温高压热核, 利用FLUENT 软件内置的层流有限速率化学反应模型, 对脉冲爆震发动机低温等离子体点火后由缓燃转爆震(DDT)的过程进行模拟, 并对该过程进行详细分析。实验结果表明, 将低温等离子体点火器简化成一定压力和温度的火核进行数值模拟是可行的, 压力接近常压, 壁面温度为常温更合理。数值模拟的爆震波发展时间小于实验结果, 考虑到实验时有点火延迟和测量误差, 可以认为实验值符合数值模拟时火核为常压、壁温为常温的计算结果。     

金属有机骨架材料——高性能甲烷气体储存介质

在美国阿巴拉契亚山脉下蕴藏着世界上最大的天然气田,至今尚未开发,其所蕴含的甲烷可以作为交通燃料。实际上在一些国家,用于各种交通工具的压缩天然气的主要成分就是甲烷。美国能源部非常希望甲烷能够在常温常压下储存在惰性介质中用作车辆燃料,为此,能源部对这种惰性材料的储存性能设定了180倍的体积比,换句话说,就是一立方的储存介质必须能够吸附180立方的甲烷,这一要求几乎相当于液化甲烷气的储存方式。     

LPG汽车燃料装灌供应系统浅析

因气体燃料是一种洁净燃料，ＬＰＧ（液化石油气）汽车作为城市公交及出租车将得到迅速发展。在简述建立车用ＬＰＧ灌装供气系统必要性的基础上，分析了国内外ＬＰＧ储灌设备的发展情况，并对我国ＬＰＧ储灌设备的设计、施工、安装、使用及维护等作了探讨。     

乙烯低温储存技术及设计应用

本文简单介绍和比较了几种乙烯储存技术,重点阐述了乙烯低温储存技术的几个问题。并以L企业的乙烯贮存方案为例,简述了乙烯低温储存技术的设计中的应用。     

基于热量损耗的稠油经济储存方案研究

为保证油罐安全和油品流动性,原油多采用维温储存方式,油温长期维持在较高水平,能量消耗较大。稠油凝点较低,在较低温度下仍保持液态,不存在外输加热时凝油膨胀破坏罐体的问题,这为稠油常温储存提供了可能。本文基于热量损耗开展了稠油经济储存方案研究:首先建立了油罐自然降温过程的数学物理模型,并基于SIMPLE算法编制了温降求解程序以计算热量损耗;然后采用FLUENT软件模拟了热油循环加热时罐内原油的升温过程;最后以加热过程中燃油消耗量为指标,计算了维温储存和常温储存两种方案的耗能。结果表明:在给定条件下,采用常温储存时,储罐在冬季、春季和夏季的燃油消耗量分别比维温储存降低37.5%,39.2%和56.6%,证明了稠油常温储存的巨大经济优势。     

H2在金属钾修饰碳纳米管上的吸附与储存

利用高压容积法、辅以卸压升温脱附排水法,测定金属钾修饰多壁碳纳米管(K~0-MWCNTs)对H_2的吸附储存容量。结果表明,在室温(～25℃)、～7.25MPa实验条件下其对氢的吸附储存容量可达3.80％(质量百分数);室温下卸至常压的脱附氢量为3.36％(占总吸附氢量的～89％),后续升温(升至673K)的脱附氢量为0.41％(占总吸附氢量的～11％)。     

用水合物储存氧气的计算化学模拟研究

【目的】用水合物在常温常压下能够储存氧气，在清洁能源、军事、航天、环境和生态保护等方面都有重大潜在应用，本文主要探讨水合物储氧的最佳比例和稳定性。【方法】在由20个水分子组成的正十二面体水合物512结构单元中分别放置1～3个氧分子，用量子化学方法优化氧分子簇（O2，2O2，3O2）与水合物512结构单元的作用结构，并计算水合物稳定能。【结果】在边长为2．82的水合物512结构单元中放置1个和2个氧分子时得到吸引的稳定能；当储存3个氧分子时水合物单元与氧分子簇间的稳定能转为排斥。【结论】当边长为2．82时，在水合物512结构单元中最多可以存储2个氧分子。氧分子从水合物512结构单元中逃逸的势垒高达~200 kJ／mol，远高于氢分子的逃逸势垒~80 kJ／mol。     

厚钢板焊接接头CTOD断裂韧度的温度影响

大型厚壁钢结构建造中，研究温度对焊接接头断裂韧度的影响十分重要．笔者对65mm厚S355ML钢板，编制自动埋弧焊（WPS017）工艺和手工电弧焊（WPS016，WPS016A）工艺，对其焊接接头进行常温（15℃）和低温（-20℃）裂纹尖端张开位移（CTOD）评定．发现自动埋弧焊（WPS017）接头焊缝低温CTOD最小值比常温低13．9％，焊缝低温CTOD均值比常温低8．0％；热影响区CTOD断裂韧度值高于焊缝和母材，且对温度变化不敏感．手工电弧焊接头焊缝低温CTOD最小值只有常温的34．5％，焊缝低温CTOD均值只有常温的25．9％；热影响区低温CTOD断裂韧度也很低．在常温（15℃）下，自动埋弧焊焊缝CTOD值比手工电弧焊焊缝CTOD值大得多；在低温（-20℃）下，自动埋弧焊的焊缝和热影响区的CTOD值，都远远大于手工电弧焊CTOD值．     

新型板式蓄冰设备蓄冰融冰规律研究

以一新型板式蓄冰设备为研究对象,建立其有限元数值模型,利用现有的实验数据对模型进行了验证．利用模型模拟分析了相变融冰与蓄冰规律,结果表明融冰与蓄冰过程都是在一定的温度范围内完成的,且靠近板内壁面处水或冰的温度比其余各点变化更快．在此基础上提出了间歇蓄冰方式,并与连续蓄冰方式进行了对比分析．研究发现,采用间歇蓄冰方式可减少冷水机组和泵的实际运行时间,降低纯蓄冰过程的能耗．     

冷弯型钢夹支薄板剪力墙在竖向荷载作用下抗火性能分析

为了得到冷弯型钢夹支薄板剪力墙的抗火性能,利用有限元软件ABAQUS建立7个夹支薄板剪力墙模型,分析了火灾下剪力墙的温度分布、轴压比、冷弯型钢边柱厚度和竖向加劲肋对墙体抗火性能的影响。研究表明,受火2h时,内嵌钢板温度为墙体最高受火温度的80％,边柱与竖向加劲肋背火面帽形截面腹板处的温度为受火面相应位置温度的1/4。随着轴压比的增大,墙体在火灾下的破坏位置上移,并由整体屈曲向局部屈曲转变。边柱壁厚对墙体的破坏形态与耐火极限有较大影响,建议选取边柱壁厚不小于2.5mm;有加劲肋的墙体可以利用加劲肋平衡钢板;过早屈曲所导致的不均匀拉力,对墙体在遭受火灾时产生的破坏具有一定的延缓作用。墙体发生弯曲的方向与边柱的承载能力有关,墙体发生弯曲时,边柱帽形截面的帽檐首先发生较大屈曲变形,随后全截面发生屈服。     

复叠式空气源热泵相变蓄能除霜低温适应性实验研究

复叠式空气源热泵的几种常规除霜方式都存在一定的弊端,为此提出了复叠式空气源热泵相变蓄能除霜方法。为研究复叠式空气源热泵相变蓄能除霜的低温适应性,通过改变室外侧环境温度、相对湿度和结霜时间,设计了6种不同室外工况。并通过实验研究6种工况下,系统开启除霜模式时的运行特性。实验结果表明:6种工况下,除霜时间都在520～770 s范围内,且每个工况下机组运行正常,系统除霜性能稳定,同时室内侧平均供热量也达到正常供热的57.4%以上,说明本系统具有良好的低温适应性。     

大型LNG储罐在高温状态下外壁温度场及应力分布有限元分析

为了分析LNG储罐在遭受长时间火灾后的应力分布,利用有限元软件ANSYS建立了火灾下储罐的有限元模型首先对储罐进行了热分析,然后将求得的温度作为体载荷加到罐体上进行结构分析,重点分析了结构在高温作用下的内应力和应变的大小与分布．分析结果表明：在着火情况下,经过6h,储罐内部温度升高不多,即耐火极限可以达到6h;罐壁径向变形受高温荷载的影响较大;罐壁沿厚度方向上各点的应力变化趋势相近;罐壁的径向应力相对环向应力和轴向应力来说很小,可以近似认为储罐罐壁处于双轴受力状态．     

相变蓄热水箱的性能优化模拟分析

采用COMSOL Multiphysics计算流体动力学软件建立相变蓄热水箱的数值模型,通过实验验证数值计算模型的准确性,并对相变蓄热水箱结构进行优化.分析不同环形金属隔板分层数和隔板厚度对相变蓄热水箱蓄放、热过程的影响.结果表明：在相变层内部设置的环形金属隔板可改善相变蓄热水箱的运行特性;蓄热过程中,环形金属隔板分层数和隔板厚度的增加有利于固态相变材料熔化,潜热利用率得到提升;放热过程中,增设环形金属隔板能使相变材料达到更低的固相比;厚度为5 mm的环形金属隔板对促进相变材料液化、维持水温的作用强于厚度为2,10 mm的环形金属隔板.     

离合器压盘温度场与应力场分析及改进研究

针对离合器接合过程中,压盘滑摩温度过高发生的烧蚀、热变形现象,利用abaqus仿真软件建立了三维有限元分析模型,结合压盘的实际工作状况采用直接耦合法进行热结构耦合仿真。得到了压盘的温度场与应力场,并研究了滑摩转速、压力和压盘厚度对压盘温度场及应力场的影响,同时针对翘曲变形,通过在滑摩面增加内锥度对压盘结构进行了优化。结果表明：高转速差会增大压盘滑摩温度与应力,压盘摩擦接触区域向内径移动,翘曲变形更加严重;压力的增大同样会增大滑摩温度与应力,但对摩擦接触的影响较小;压盘厚度增大能增加压盘的热容量,同时也会使温度与应力更加集中;增加压盘内锥度能显著改善压盘滑摩面的温度与应力分布,最高值分别下降了11.8%、5.4%,摩擦副有效接触面积增加,提高了离合器的工作性能与稳定性。     

电热器蓄热技术

为了解决电热器电、热功率不匹配的问题,提出了一种可蓄热的矩形电热器结构,并建立了传热过程的物理和数学模型,提出了5种电热器蓄热、放热工艺制度,分析了各工艺制度下的边界条件,应用MATLAB进行了数值求解,得到各种工艺制度的温度分布云图及传热规律.计算结果表明,电热器内不同位置的温度变化规律相似,并且当加热面温度达到设定的安全温度时,蓄热率大于96%,可以满足供热要求,应尽量缩短恒壁温加热过程的时间,以减少散热损失.     

火灾下考虑震损的方垫板加强T型节点抗火性能

利用已有试验验证方垫板加强T型节点数值分析模型,引入损伤变量,考虑参数直径比、径厚比、壁厚比、垫板长度与支管直径比及垫板厚度与主管厚度比,对震后火灾作用下方垫板加强T型节点抗火性能进行分析研究.结果表明:损伤变量对方垫板加强T型节点的临界温度影响较大,临界温度随着损伤变量的增大呈线性减小趋势;直径比、径厚比、壁厚比及垫板厚度与主管厚度比对方垫板加强T型节点的临界温度影响较小;垫板长度与支管直径比对方垫板加强T型节点的临界温度影响较大,且随着该比值的增大方垫板加强T型节点的临界温度减小;径厚比和壁厚比的增大会使方垫板加强T型节点临界温度发生小幅度的上升.     

15万m3原油储罐方案优化设计

针对设计提出的3种储罐设计方案和已经实施的一套储罐方案,利用有限元程序进行了分析,这3种方案的总容积相同,但各段环板的高度和厚度有变化;采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对4种方案的15万m3双盘式浮顶罐原油储罐的应力进行了分析,计算得出了储罐的应力分布;通过应力分析比较,确定比较合理的设计方案。对于确定的设计方案,使用相关规范进行了应力评价,罐环板能够满足要求。储罐底板应力比较小,边缘底板与侧壁焊接部位的内侧应力很高,应力值超过材料的许用应力,但将应力分类后,应力能够满足相关法规要求。