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某大型LNG低温槽车用低温储罐设计分析及传热问题研究的中期报告
为了满足国家在天然气、化工等领域的发展需要，液化天然气（LNG）行业正处于快速发展阶段。LNG的解压液化要求储运设备具有较好的保温性能和低温保持能力，同时，垂直低温储罐作为LNG低温槽车的主要储存设备，也要求具有较高的可靠性，以确保安全运输。
本研究以一辆大型LNG低温槽车用的低温储罐为研究对象，通过理论分析和数值计算，研究设计的合理性，并探讨储罐的传热问题。
储罐的设计分析
储罐的设计应充分考虑到运输要求和安全性能，同时要考虑到保温性能和低温保持能力，以确保液化气体的质量和安全性。储罐的参数如下：
-容积：50m3
-压力：0.84MPa
-温度：-162℃
通过下列步骤进行设计分析：
1.储罐结构设计
根据储罐容积和使用要求，选择了圆柱形结构，并增加了二重壳结构，以提高保温性能和安全性能。内壳材料为不锈钢，外壳材料为碳钢。
2.储罐的保温层设计
储罐外表面覆盖有多层绝热材料，通过热阻的方式保证罐体内部的温度不外泄。同时，为了防止水分进入保温层，不锈钢内层内壁进行了抛丸处理。
3.真空保温层的设计
采用真空保温层减少传热，内部采用多层带隔热层的复合保温材料，并配用可循环抽真空的真空泵，保证真空层真空度和保温效果。
4.储罐的低温保持层设计
为了有效避免液化气体的汽化，针对储罐内气体的压力、温度等参数，设计了低温保持层。采用专用保温材料进行保温，并在层与层之间设定特殊的气体封堵层，保证储罐内气体的低温保存能力。
储罐的传热问题研究
针对储罐的传热问题，进行了理论分析和数值计算，并建立了储罐内部温度分析模型。
1.模型假设
-储罐壁均匀导热
-储罐内气体为理想气体
-储罐内气体与气体之间的传导换热忽略不计
-液态区域圆柱形
2.计算方法
根据热力学原理，建立了算法，将模型分为储罐壁和储罐内的两大块区域。根据二层圆柱状的结构特点，分别计算内、外壳的温度分布情况。在此基础上，通过数值计算得出了内、外壳的温度和整个储罐内的温度分布情况。
3.计算结果
计算结果显示，对于50m3的低温储罐，储罐内的最低温度大约为-170℃，最高温度为-155℃。同时，在不同位置的内、外壳温度分别在-120℃左右和-75℃左右，并且随着时间的推移，内、外壳的温度差逐渐减小。
结论
通过对大型LNG低温槽车用低温储罐的设计分析和传热问题的研究，我们发现：垂直低温储罐的设计必须充分考虑到保温性能和低温保持能力，并通过综合的理论分析和数值计算，采取适当的技术手段，确保液化气体的质量和安全性。