翻滾現(xiàn)象分析及分類說明文

　　翻滾現(xiàn)象是指兩層不同密度的LNG在儲罐內(nèi)迅速上下翻動混合，瞬間產(chǎn)生大量的汽化氣的現(xiàn)象。在發(fā)生翻滾現(xiàn)象時，罐內(nèi)LNG的汽化量為平時自然蒸發(fā)量的10～50倍，這樣將會導(dǎo)致儲罐內(nèi)的氣壓迅速上升并超過設(shè)定的安全壓力，使儲罐出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。如果不及時通過安全釋放閥排放，就有可能造成貯槽的機(jī)械損傷，對設(shè)備造成損壞，同時大量排放蒸發(fā)氣，不僅造成經(jīng)濟(jì)上的損失，對環(huán)境也造成污染。

　　一般LNG的組分為氮氣、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷。因產(chǎn)地不同，其成分可能略有變化。

　　翻滾從現(xiàn)象來看分成兩類：①LNG貯罐在長期貯存中，因其中較輕的組分（主要是N2和CH4）優(yōu)先蒸發(fā)，而自發(fā)形成翻滾現(xiàn)象。②LNG貯罐中原來留有液化天然氣，在充裝密度不同、溫度不同的新LNG一段時同（幾個小時甚至幾十天）后，突然產(chǎn)生翻滾的現(xiàn)象。

　　翻滾是一種熱不穩(wěn)定性現(xiàn)象，這種熱不穩(wěn)定性是由密度變化引起的，其產(chǎn)生的必要條件是分層界面受到擾動。界面擾動既包括“邊界層穿透”，也包括界面的“渦旋混合”。分層界面的破壞首先出現(xiàn)在流動邊界層，因為此處的流動最為活躍，但是由于邊界層流動只局限在分界面附近，因此它對分層界面的直接破壞僅僅發(fā)生在流動邊界層內(nèi)。除邊界層穿透破壞之外，上層液體的射流作用也會破壞分層循環(huán)流動，因為上層液體的射流沖擊作用既可以直接破壞分層界面，又可通過“渦漩混合”不斷擴(kuò)大其破壞范圍。

　　也就是說，LNG的翻滾實際上是一種劇烈蒸發(fā)的過程。在儲罐中，密度小的液體會集聚在密度大的液體之上，抑制了下層液體的揮發(fā)。當(dāng)儲罐內(nèi)的LNG出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象時，由于上層LNG靜壓的抑制作用，使得外界傳人的熱量無法通過下層的LNG液體的蒸發(fā)而散失，導(dǎo)致下層LNG處于過飽和狀態(tài)，下層液體就會溫度升高，少量的N2就會首先汽化，破壞兩層液體的界面，使得LNG儲罐內(nèi)出現(xiàn)擾動，也就是翻滾現(xiàn)象。如果儲罐內(nèi)上層的LNG密度大于下層，下層LNG突然上升，導(dǎo)致邊界層破壞，液體揮發(fā)，產(chǎn)生劇烈擾動，儲罐內(nèi)的溫度上升，壓力也急劇上升，使翻滾現(xiàn)象進(jìn)一步加劇

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