1 概述

LNG作為車(chē)用燃料，可有效緩解燃油汽車(chē)尾氣排放造成的環(huán)境污染。LNG在氣瓶?jī)?nèi)的儲(chǔ)存溫度一般為-140～-160 ℃，無(wú)法直接使用，進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)前需經(jīng)氣化過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槌貧怏w，并伴隨釋放大量冷量，而這部分冷量通常被直接排到大氣中，造成浪費(fèi)。若利用這部分冷量為汽車(chē)駕駛室制冷，可有效降低內(nèi)燃機(jī)燃料消耗

。

此外，設(shè)備缺乏也會(huì)阻礙任務(wù)型教學(xué)法的順利進(jìn)行。盡管我國(guó)增加了對(duì)教育經(jīng)費(fèi)的投資，中學(xué)的教學(xué)條件也有了很大的改善，但是還是有部分地區(qū)多媒體教學(xué)設(shè)備未能達(dá)到實(shí)際要求。

國(guó)外方面，德國(guó)Messer工業(yè)氣體公司于1997年成功研制了世界首臺(tái)LNG冷藏車(chē)

，并將其用于柏林REWE零售連鎖店中。通過(guò)1998年整個(gè)夏天的運(yùn)輸檢驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期效果，并降低冷藏車(chē)的運(yùn)行費(fèi)用。

國(guó)內(nèi)方面，王強(qiáng)

針對(duì)汽車(chē)空調(diào)LNG冷能利用，進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。付一珂

提出了采用低溫?zé)o相變載冷劑換熱的LNG冷能利用重卡空調(diào)系統(tǒng)，并通過(guò)增設(shè)蓄冷裝置回收富裕冷量。鄧冬等人

提出采用分離式熱管技術(shù)回收LNG冷能用于汽車(chē)駕駛室制冷，并對(duì)不同工況下制冷量隨LNG耗量的變化進(jìn)行了研究。

也直覺(jué)回應(yīng)：從這位教師身上，感到我們真的需要死亡教育，需要教育蕓蕓眾生如何舉重若輕面對(duì)生老病死。試著邀請(qǐng)她進(jìn)入敘事探究活動(dòng)，一種真誠(chéng)安全無(wú)恐懼的分享氛圍可能會(huì)幫她自我突圍，尤其是當(dāng)有人分享曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)的類似痛苦，曾經(jīng)讀過(guò)什么書(shū)讓內(nèi)心敞亮，重獲力量。

1）針對(duì)2月中下旬嫁接后，3月下旬或4月上旬萌芽展葉的苗木，要注意收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，如有倒春寒，要及時(shí)在倒春寒來(lái)臨前用遮陽(yáng)網(wǎng)苫蓋苗木，以防受凍。

2 三介質(zhì)換熱器設(shè)計(jì)

三介質(zhì)換熱器傳熱原理見(jiàn)圖1。三介質(zhì)換熱器包含冷源介質(zhì)與中間換熱介質(zhì)傳熱、中間換熱介質(zhì)與載冷劑傳熱、中間換熱介質(zhì)自身對(duì)流傳熱等傳熱過(guò)程。由圖1可知，溫度比較高的載冷劑在換熱管2內(nèi)流動(dòng)，加熱管外的中間換熱介質(zhì)，溫度升高后的中間換熱介質(zhì)加熱換熱管1內(nèi)的冷源介質(zhì)。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)：據(jù)協(xié)會(huì)監(jiān)測(cè)的24個(gè)省份數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)磷酸二銨批發(fā)價(jià)格周環(huán)比總體穩(wěn)定，局部漲跌互現(xiàn)。其中，山東、廣東、甘肅、新疆價(jià)格分別上漲4.2元/噸、50元/噸、25元/噸、25元/噸；北京、河南、湖北、云南4省價(jià)格分別下跌 30元/噸、47.5元/噸、22.6元/噸、16.5元/噸，其余省份價(jià)格持穩(wěn)。中國(guó)磷酸二銨零售價(jià)格周環(huán)比持穩(wěn)，局部?jī)r(jià)格上漲。其中，河北、廣東、寧夏、新疆價(jià)格分別上漲8.3元/噸、50元/噸、200元/噸、3.4元/噸；山東、河南、湖北、四川4省份價(jià)格分別下跌 15.8元/噸、10元/噸、17.9元/噸、33.3元/噸，其余省份價(jià)格保持穩(wěn)定。

基于熱力學(xué)與傳熱學(xué)理論，對(duì)三介質(zhì)換熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，三介質(zhì)換熱器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。三介質(zhì)換熱器主要包括殼體、外盤(pán)管換熱器、內(nèi)盤(pán)管換熱器等，內(nèi)盤(pán)管通載冷劑，外盤(pán)管通冷源介質(zhì)，載冷劑與冷源介質(zhì)逆向流動(dòng)。在腔體內(nèi)填充中間換熱介質(zhì)。殼體外設(shè)置絕熱層。

3 試驗(yàn)系統(tǒng)

3.1 ?；治?/h3>

三介質(zhì)換熱器內(nèi)設(shè)8個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，位置分布見(jiàn)圖4。圖4中T3、T4位于三介質(zhì)換熱器的背面。測(cè)點(diǎn)T1、T2測(cè)量三介質(zhì)換熱器上部氣相空間溫度，測(cè)點(diǎn)T5、T6測(cè)量三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷溫度，測(cè)點(diǎn)T3、T4測(cè)量豎直中間位置靠近三介質(zhì)換熱器壁面丙烷溫度，測(cè)點(diǎn)T7、T8測(cè)量三介質(zhì)換熱器軸線位置丙烷溫度。在試驗(yàn)研究過(guò)程中，定義測(cè)點(diǎn)T3、T4、T7、T8的平均溫度為丙烷溫度。

換熱器取冷效率：換熱器取冷量與液氮可取冷量之比。換熱器取冷量：載冷劑在三介質(zhì)換熱器中得到的冷量，由載冷劑質(zhì)量流量以及三介質(zhì)換熱器載冷劑進(jìn)出口溫差計(jì)算得到。液氮可取冷量：飽和液氮吸熱變?yōu)? ℃過(guò)熱氮?dú)忉尫诺睦淞?，由液氮質(zhì)量流量與釋冷前后比焓計(jì)算得到。

目前，LNG冷能回收空調(diào)均采用LNG與載冷劑雙介質(zhì)換熱的方法進(jìn)行取冷，由于LNG溫度比較低，換熱溫差比較大，空調(diào)工作時(shí)易出現(xiàn)載冷劑凍結(jié)、換熱效率低等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)三介質(zhì)換熱器，對(duì)三介質(zhì)換熱器換熱性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)室大氣壓力為101.325 kPa。

保持液氮質(zhì)量流量34 kg/h、丙烷溫度為0 ℃，換熱器取冷效率、系統(tǒng)取冷效率隨乙二醇溶液質(zhì)量流量的變化見(jiàn)圖6。由圖6可知，保持液氮質(zhì)量流量、丙烷溫度，換熱器取冷效率隨乙二醇溶液質(zhì)量流量增大而增大，系統(tǒng)取冷效率隨乙二醇溶液質(zhì)量流量增大而減小。系統(tǒng)取冷效率減小的主要原因?yàn)檠h(huán)泵發(fā)熱量增大。試驗(yàn)條件下，液氮質(zhì)量流量為34 kg/h、丙烷溫度為0 ℃時(shí)，換熱器取冷量為3 218 W,換熱器取冷效率為94.8%。

保持三介質(zhì)換熱器乙二醇溶液進(jìn)、出口溫度分別為12、7 ℃，丙烷溫度為0 ℃。液氮質(zhì)量流量分別為34、47 kg/h時(shí)液相丙烷的各測(cè)點(diǎn)溫度見(jiàn)表3。由表3可知，三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷過(guò)冷度過(guò)大，液氮質(zhì)量流量越大，過(guò)冷度越大。

3.2 試驗(yàn)系統(tǒng)

試驗(yàn)系統(tǒng)流程見(jiàn)圖3。三介質(zhì)換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。飽和液氮壓力(表壓)為0.6 MPa。試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括供氣系統(tǒng)、調(diào)飽和系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、載冷劑系統(tǒng)、熱對(duì)抗系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)等。供氣系統(tǒng)、調(diào)飽和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)液氮流量調(diào)節(jié)和參數(shù)測(cè)量。換熱系統(tǒng)主要裝置為三介質(zhì)換熱器。載冷劑系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)乙二醇溶液質(zhì)量流量，并對(duì)其溫度、質(zhì)量流量進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。熱對(duì)抗系統(tǒng)通過(guò)電加熱器為乙二醇溶液提供穩(wěn)定的加熱功率。測(cè)控系統(tǒng)用于采集、儲(chǔ)存試驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、循環(huán)泵轉(zhuǎn)速、電加熱器加熱功率等。

考慮到LNG易燃易爆，因此使用無(wú)毒、無(wú)污染且價(jià)格低廉的液氮替代LNG進(jìn)行試驗(yàn)。工程上嚴(yán)格意義的?；囼?yàn)很難做到，因此大多數(shù)采用近似模化試驗(yàn)，即僅要求對(duì)過(guò)程有決定性影響的條件參數(shù)滿足相似原理。對(duì)于液氮模擬LNG，在幾何條件相同和邊界條件相似條件下，僅需保證流體雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)相等或近似相等即可

。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，僅對(duì)氣態(tài)條件進(jìn)行模化分析，并將LNG視為純甲烷。LNG重卡正常運(yùn)行時(shí)氣瓶?jī)?nèi)壓力(表壓)通常為0.6 MPa，對(duì)應(yīng)甲烷飽和溫度為141.7 K。設(shè)定三介質(zhì)換熱器出口甲烷溫度為233.1 K，則定性溫度為187.4 K。

3.3 術(shù)語(yǔ)與定義

查REFPROP物性軟件可得，定性溫度下氮?dú)?、甲烷壓?表壓)為0.6 MPa時(shí)的物性參數(shù)見(jiàn)表1。

系統(tǒng)取冷效率：系統(tǒng)取冷量與液氮可取冷量之比。系統(tǒng)取冷量：電加熱器載冷劑進(jìn)出口溫度穩(wěn)定時(shí)的電加熱功率。

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1 取冷量、取冷效率

保持丙烷溫度為0 ℃，三介質(zhì)換熱器乙二醇溶液進(jìn)、出口溫度分別為12、7 ℃。換熱器取冷量、換熱器取冷效率隨液氮質(zhì)量流量的變化見(jiàn)圖5。由圖5可知，保持丙烷溫度及三介質(zhì)換熱器乙二醇溶液進(jìn)出口溫度，換熱器取冷量、換熱器取冷效率隨液氮質(zhì)量流量增大而增大。

地質(zhì)模型不確定性因素主要來(lái)自于以模型實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)的儲(chǔ)量計(jì)算[4-6]。J油田處于開(kāi)發(fā)的前期研究階段，鉆井資料少，地質(zhì)不確定性強(qiáng)，該文從構(gòu)造特征、儲(chǔ)層特征、油藏特征入手，分析影響儲(chǔ)量的不確定性因素。

4.2 丙烷溫度分布

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，由雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)定義式分別計(jì)算氮?dú)?、甲烷的雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)，并計(jì)算得到氮?dú)馀c甲烷的雷諾數(shù)比、普朗特?cái)?shù)比分別為0.996、0.994。這說(shuō)明氮?dú)馀c甲烷的雷諾數(shù)、普朗特?cái)?shù)非常接近，可以使用液氮替代LNG進(jìn)行試驗(yàn)研究。

為緩解三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷過(guò)冷度過(guò)大的問(wèn)題，將液氮、乙二醇溶液的流程互換。仍保持三介質(zhì)換熱器乙二醇溶液進(jìn)、出口溫度分別為12、7 ℃，丙烷溫度近似為0 ℃。液氮、乙二醇溶液流程互換后液氮質(zhì)量流量分別為34、47 kg/h時(shí)液相丙烷的各測(cè)點(diǎn)溫度見(jiàn)表4。由表4可知，液氮、乙二醇溶液流程互換解決了三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷過(guò)冷度過(guò)大的問(wèn)題。

5 結(jié)論

① 保持丙烷溫度及三介質(zhì)換熱器乙二醇溶液進(jìn)出口溫度，換熱器取冷量、換熱器取冷效率隨液氮質(zhì)量流量增大而增大。

② 試驗(yàn)條件下，液氮質(zhì)量流量為34 kg/h、丙烷溫度為0 ℃時(shí)，換熱器取冷量為3 218 W,換熱器取冷效率為94.8%。

由表2可知，分蘗數(shù)是處理6最高為9.13萬(wàn)蘗/畝，依次是處理6>處理5>處理4>處理3>處理2>處理1；分蘗率和分蘗成穗率變化趨勢(shì)與分蘗數(shù)一致。

③ 保持液氮質(zhì)量流量、丙烷溫度，換熱器取冷效率隨乙二醇溶液質(zhì)量流量增大而增大，系統(tǒng)取冷效率隨乙二醇溶液質(zhì)量流量增大而減小。

④ 內(nèi)盤(pán)管通載冷劑，外盤(pán)管通冷源介質(zhì)，三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷過(guò)冷度過(guò)大，液氮質(zhì)量流量越大，過(guò)冷度越大。液氮、乙二醇溶液流程互換解決了三介質(zhì)換熱器底部液相丙烷過(guò)冷度過(guò)大的問(wèn)題。

[1] 王強(qiáng). 綠色汽車(chē)燃料-液化天然氣冷量回收汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)研究(博士學(xué)位論文)[D]. 西安：西安交通大學(xué)，2003：1-91.

[2] 付一珂. 載冷劑無(wú)相變換熱LNG重卡冷能利用空調(diào)特性研究(碩士學(xué)位論文)[D]. 鄭州：中原工學(xué)院，2017：1-16.

[3] 鄧冬，陳江平. LNG重卡冷能被汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)使用試驗(yàn)研究[J]. 制冷與空調(diào)，2016(5)：87-91.

[4] 郎峰. 液化天然氣(LNG)公交車(chē)?yán)淞炕厥掌?chē)空調(diào)系統(tǒng)的研究(碩士學(xué)位論文)[D]. 濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2011：1-6.

[5] 王方，付一珂. LNG重卡無(wú)相變換熱冷能利用空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 低溫工程，2016(1)：64-68.

[6] 楊世銘，陶文銓. 傳熱學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2006：229-241.

[7] 王強(qiáng)，厲彥忠. LNG汽車(chē)?yán)淠芑厥障到y(tǒng)相似?；治鯷J]. 天然氣工業(yè)，2006(9)：141-143.