LNG鐵路罐式集裝箱運輸安全研究.pdf

1、隨著生態(tài)經濟的快速發(fā)展，對環(huán)境的保護力度要求也越來越高，液化天然氣(簡稱LNG)作為一種環(huán)保、經濟、安全的新型能源，具有非常顯著的環(huán)境效益。發(fā)展LNG鐵路運輸將促進鐵路增運增收，利用罐式集裝箱進行液化氣運輸，可以充分發(fā)揮鐵路專用線的優(yōu)勢和潛力，帶動沿線地區(qū)的經濟發(fā)展。本文對LNG罐式集裝箱進行運輸安全的研究，是對我國鐵路罐式集裝箱運輸危險貨物內容的補充，代表我國鐵路發(fā)展又向前邁進一步，具有十分重要的現實意義。本文通過總結國內外鐵路罐式集

2、裝箱運輸安全相關研究，結合我國目前存在的問題出發(fā)，進行以下幾個方面的研究:
　　首先，對罐式集裝箱鐵路運輸危險性因素及罐式集裝箱滿足的安全技術條件進行分析。主要包括罐式集裝箱框架、罐體、安全附件等方面的要求;介質充裝量的確定;溫度對罐體保溫層的影響等，為下文研究打下基礎。
　　然后，對罐式集裝箱罐體溫度場進行數值計算。分析罐式集裝箱與周圍環(huán)境之間的熱傳遞，對原有溫度模型進行改進，引入充裝率大小、隔熱層保溫性能兩個因素作為約束

3、條件，建立溫度影響模型。利用ANSYS軟件，建立二維有限元模型，分析罐體外壁、隔熱層及內壁之間的瞬態(tài)熱傳遞情況，研究在變化的環(huán)境溫度下保溫層不同厚度、不同材料對溫度場的影響。結果表明，保溫層厚度越大，保溫層材料導熱系數越小，溫度上升越慢，但是在實際設計中要考慮到罐體容積及制造成本的經濟性問題。預測罐式集裝箱罐體在高溫運輸環(huán)境下從外到內的溫度變化規(guī)律，并且和試驗數據進行對比，兩者溫度變化曲線相似，具有一定的參考價值，為罐式集裝箱的保溫和制

4、冷設計提供相關數據。
　　最后，在對罐體溫度場模擬計算的基礎上，考慮罐體內介質溫度分層現象，研究環(huán)境溫度、充裝率兩個因素對罐內壓力和溫度的影響，掌握其變化規(guī)律，為運輸途中泄壓做好措施。建立改進的傳熱模型，進行瞬態(tài)熱分析。結果表明罐體內流體之間存在溫度分層現象，主要分為氣相區(qū)溫度場、飽和液相區(qū)溫度場和過冷液相區(qū)溫度場，且氣相區(qū)溫度明顯高于液相區(qū)溫度，飽和液相區(qū)溫度高于過冷液相區(qū)溫度，在垂直方向存在明顯的溫度梯度。罐體內溫度和壓力隨時