Thermal-Fluid Mechanism of Double Diffusive Convection in LNG Model Tank Exposed to a Fire Environment

火灾环境下LNG模型储罐双扩散对流热流体机理

• 批准号: 12650198
• 负责人: HINATA Shigeru
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650198/
• 关键词: Natural convection; Stably stratified layer; Double diffusive convection; Heat transfer; LNG tank; Rollover phenomenon; Boiloff

The modeling method used to evaluate the thermal response of a stably stratified LNG tank exposed to a fire environment is report. The experiments are carried out in a rectangular LNG model tank heated partially from the sidewall with a uniform heat flux. The liquid layers composed of the upper layer of water and the lower layer of sucrose aqueous solution are set up in the full and partially filled tank. The vertical temperature profiles in liquid are measured by the bundled thermocouples. The characteristics of temperature at the free surface of liquid rising with the lapse of time are discussed. The numerical analysis of laminar natural convection is also performed. A Galerkin finite element method is employed. Computations are carried out for Pr=7, Le=300, Ra*=2 x 10^6 corresponding to the experimental conditions. The numerical results are compared with the experimental data. Both on qualitative arid quantitative arguments, a satisfactory agreement is obtained.

报告了用于评估暴露于火灾环境的稳定分层液化天然气储罐的热响应的建模方法。实验在矩形LNG模型罐中进行，部分从侧壁加热，热通量均匀。在充满和部分充满的罐中设置由上层水和下层蔗糖水溶液组成的液层。液体中的垂直温度分布由成束热电偶测量。讨论了液体自由表面温度随时间升高的特性。还进行了层流自然对流的数值分析。采用伽辽金有限元法。根据实验条件，对Pr=7、Le=300、Ra*=2 x 10^6 进行计算。将数值结果与实验数据进行了比较。无论是在定性还是定量论证上，都获得了令人满意的一致。

项目成果

日向滋 他4名: "下部加熱容器内におかれた二層化した流体の自然対流の開始"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 2・No.01-1. 337-338 (2001)

Shigeru Hinata 等 4 人：“放置在下部加热容器中的两层流体中自然对流的引发”日本机械工程师学会 2001 年年会记录 2・No.01-338（ 2001）

日向 滋 他4名: "下部加熱容器内におかれた二層化した流体の自然対流の開始"日本機械学会2001年度年次会講演論文集. 2・No.01-1. 337-338 (2001)

Shigeru Hinata 等 4 人：“放置在下部加热容器中的两层流体中自然对流的引发”日本机械工程师学会 2001 年年会记录 2・No.01-338（ 2001）

日向滋 他4名: "下部加熱容器内におかれた二層化した流体の自然対流の開始"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. (発表予定). (2001)

Shigeru Hinata 和其他 4 人：“放置在下部加热容器中的两层流体中自然对流的引发”日本机械工程师学会 2001 年年会论文集（待发表）。

Hinata,S. et al.: "Onset of Natural-Convection in Two Layered Fluid Plced in a Shallow Cavity and Geated from Below"Proc. of 2001 Annual meeting of JSME. Vol. 2, No. 01-1. 337-338 (2001)

日向，S.