第一做家：NirupamaGopalaswami

通信做家：KonstantinosKakosimos

通信单元：ArtieMcFerrin化学工程系

DOI：10./j.jhazmat..04.

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液池分散和汽化局面用以断定液化自然气（LNG）泄露到水上的严峻水平。经过实习和数值法子钻研了海上功课期间LNG在水上分散。该钻研触及摹拟在操纵期间从转运臂泄露的LNG。实习部份触及液化自然气在布满水的狭隘沟槽中的震动以及随后衡量池分散和汽化参数。数值部份触及行使三维混杂匀称欧拉多相求解器摹拟池分散和汽化局面的CFD摹拟。LNG建模为散开相液滴，能够经过相间模子与延续相（水和空气）彼此影响。数值钻研还采纳了一种新奇的用户界说例路程序来拿获LNG汽化经过。CFD求解器能够捕获LNG池分散和汽化局面的显着特点。从实习和CFD摹拟中考察到，风经过夹带和对流影响了池塘的分散和汽化局面。

靠山引见

跟着技艺超过开拓偏僻地域的大型自然气田，输送、加油和承载等液化自然气海上功课增长。在海上功课期间，液化自然气在水上泄露分散大概是由于多种成分，如碰撞、接地、软管不测断开、由于人为成分题目和极度气候状况等致使的不良船舶把持。释放后，分散的液理解孕育一个迅速挥发的池塘，致使孕育易燃蒸气云。平安说明的关键环节之一触及断定池的最大局限和孕育易燃蒸气的速度。

图文说明

重点：LNG通太低温软管（内径0.m）镇静量为加仑的油轮中延续排放。排放点位于原点上方的支架1表面（见图1）。在油轮中监测LNG高度，用于断定油轮中相关于光阴的体积损失以及随后的LNG流量。跟着LNG被释放到水沟中，LNG与水之间的来往面积跟着其在水上分散而稳步增长。经过纪录热电偶纪录LNG沸腾温度的光阴来断定LNG笼罩的这个地域。

重点：实习期间LNG在水中的池分散和回流如图2所示。经过打算LNG抵达实习中存在的选定热电偶所需的光阴，以雷同方法断定分散速度。行使三种不同的法子衡量池高度。法子一：行使量油尺在支架1和支架2的交错处按期手动衡量池高度（图3（a））。法子二：在支架1和支架2交错处的热电偶线性阵列，以断定池塘高度（见图3(b)）。法子三：跟着LNG液位发端抬高，热电偶阵列衡量LNG温度。热电偶的地位在实习从前是已知的，经过纪录LNG温度的热电偶来打算池高度。当池塘抵达第2段的结尾时，池塘发端退步。行使超声波液位传感器动态拿获池高度（图3（c））。在这个实习中，没有行使称重天平温和体探测器的原料损失衡量，于是汽化原料通量是行使温度值断定的。

重点：打算域由L形沟槽和摹拟沟槽上方大气的矩形地域构成（见图4）。

重点：图6对照了行使（a）平常相机、（b）红皮毛机和（c）CFD摹拟在泄露初始阶段从LNG管道分散的蒸汽。发掘LNG闪蒸30s，孕育蒸汽和LNG液滴。闪蒸经过中的蒸汽浓度从前在现场实习中衡量过，一般低于2-3%v/v。红外摄像机也考察到蒸汽的看来畛域，而且在闪烁期间蒸汽温度亲近大气温度。尽管由于水点在空气中的冷凝，LNG蒸气云具备显然的白色外貌，但闪蒸期间的LNG蒸气云相对半透亮，在闪蒸和蒸气云孕育之间供给了显然的看来外貌改变。在沟槽实习和摹拟中，甲烷蒸气的高度蔓延到沟槽领域的栅栏。跟着LNG泄露的进一步继续，孕育了繁茂的蒸气云，蒸气云量显着增长。摹拟很好地捕获到了溢出到沟槽畛域的束缚。

重点：液化自然气池在水上的扩大以及随后的CFD水温升高示意为图9(a)-(d)中的等高线。跟着池塘的扩大，池塘笼罩了沟槽的第一段（t～s）。CFD终归很好地推断了直到这个继续光阴的泳池面积。跟着池的扩大，当LNG池与水沟支架2的结尾来往时（t～s），池面积抵达最大值。CFD终归在此继续光阴从前高估了池面积。最大池面积维持几分钟，此中向池中增加LNG会增长高度，而不是面积。在这个阶段，流入池塘的原料由气化的LNG均衡。由于第2段的池塘分散方位相悖的高风速吹来，发掘产生迅速汽化而不是池塘分散。

重点：图11供给了不同实习衡量和摹拟之间的池高度对照。由于衡量地位的不同，考察到池高度的各类衡量值存在不同。从图11中，咱们还能够考察到池的高度仅在s后才会增长。这是池塘抵达水沟第2段结尾所需的光阴。但是，由于CFD中较高的LNG分散率，在CFD中池高度发端较早增长。经过摹拟推断的池塘高度代表了手动衡量和热电偶阵列纪录的值。超声波液位传感器显示由于池塘分散和挥发致使池塘高度的动态增长和淘汰。发掘实习和摹拟之间的匀称相对差错为池高度的25%。

归纳与预测

对LNG池分散和汽化举办了周全的实习和数值钻研。CFD的终归经过摹拟在并排承载操纵期间LNG在水上释放的实习举办了考证。影相图象展现了闪烁和蒸气云孕育之间的显然差别。考证终归说明，能够摹拟LNG在狭隘通道中的榜样疏通动做。由于源项参数确实定方法，摹拟与实习值之间存在不同。还考察到风影响池塘分散和挥发掘象。向池塘相悖方位吹来的风不断会显着障碍分散局面。风还经过夹带供给额外的热量和不饱和度来影响挥发。

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