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LNG沉浸式燃烧型气化器数值模拟的开题报告

一、研究背景和意义

液化天然气（LNG）已成为现代化能源转型的重要组成部分，其储

存和运输方式对能源资源的开发和利用起到了非常重要的作用。

Liquefactionandtransportationofnaturalgasbyseahasbecomean

importantpartofworldenergytradeduetothedevelopmentofLNG

infrastructure.然而，在液化和储存LNG的过程中，由于LNG的低温和

液态状态下的高压缩性，使得气化过程较为复杂，需要借助气化器进行。

GasificationofLNGisanimportantstepintheprocessofliquefaction

andtransportationofnaturalgas,anditplaysanimportantrolein

energyutilization.LNG燃气化器是用于将液化天然气转换成可燃气体的

关键设备，其稳定性和效率将直接影响LNG的利用效率和安全性。因此，

对LNG沉浸式燃烧型气化器的研究，具有非常重要的现实意义和理论意

义。

目前，国内外已经有一些学者对LNG气化过程进行数值模拟和试验

研究，不过对于LNG沉浸式燃烧型气化器的研究比较少。特别是在理论

计算和数值模拟方面，还存在一些问题和不足。因此，深入研究LNG沉

浸式燃烧型气化器内气体流动和燃烧过程的特性及其数值模拟方法，对

于提升LNG气化和利用效率、保障LNG安全运输等具有十分重要的现实

意义。

二、研究内容和目标

本研究的主要目标是开展LNG沉浸式燃烧型气化器内气体流动和燃

烧过程的数值模拟研究，为其性能优化和安全设计提供科学依据。具体

的研究内容包括：

（1）对LNG沉浸式燃烧型气化器的结构和工作原理进行详细分析

和实验测试，获取LNG气化性能的基础数据。

（2）建立LNG沉浸式燃烧型气化器的数值模型，包括气固两相流

动模型、燃烧模型和传热模型，并进行数值计算和验证。

（3）通过数值模拟，研究LNG沉浸式燃烧型气化器内气体流动和

燃烧过程的特性，探究其对气化效率和安全性的影响机理。

（4）优化LNG沉浸式燃烧型气化器的结构和工艺参数，提高气化

效率和安全性能，并进行实验验证。

三、研究方法和步骤

(1)实验测试法：通过对已有LNG沉浸式燃烧型气化器的分析和实

验测试，获取其性能数据，为数值模拟提供基础数据。

(2)数值模拟法：采用ANSYSFluent等计算流体力学软件，建立

LNG沉浸式燃烧型气化器的数值模型，并进行计算分析，探究其气体流

动和燃烧过程的特性和影响机理，并优化其结构和工艺参数。

(3)实验验证法：通过对优化后的LNG沉浸式燃烧型气化器进行实

验验证，验证其气化效率和安全性能的提高。

四、研究进展和预期成果

目前，针对LNG沉浸式燃烧型气化器的数值模拟研究，国内外已经

有一些成果。但对于气化效率和安全性能的研究还较少，需要进一步深

入研究。本研究将基于已有的研究成果，针对LNG沉浸式燃烧型气化器

内气体燃烧和流动过程的特性和影响机理，开展深入的数值模拟和实验

验证研究。预期可以获得以下成果：

（1）建立完整的LNG沉浸式燃烧型气化器数值模型，预测和揭示

其气化效率和安全性能的主要影响因素和规律。

（2）针对气化器结构和工艺参数进行优化，提高气化效率和安全性

能，并通过实验验证，为气化器的研制和改进提供科学依据。

（3）形成一套适用于LNG沉浸式燃烧型气化器数值模拟的方法和

技术，为今后的研究提供理论基础和方法支持。