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液化天然气(LNG)船是跨国天然气输送的重要交通工具,在LNG船舶航行过程中,液货舱内外的巨大温差会导致液货的冷量不断流入外界环境,在造成液货蒸发损失的同时,也会使舱压升高并对船舶的航行安全构成威胁,因此液货舱围护系统的绝热性能对于LNG船至关重要。液货的日平均蒸发率是评价LNG船绝热性能的核心指标,因此研究并测试新型LNG船围护系统在低温下的绝热性能和蒸发率,对于校验新型LNG船舶的绝热技术和围护系统设计具有重要意义。本文以容积为47.823立方米的独立B型液化天然气船模拟舱围护系统(以下简称模拟舱)为研究对象,围绕模拟舱在低温下的绝热性能开展了一系列的理论研究与试验工作,主要内容可概述为:(1)首先针对模拟舱绝热层材料,使用低温导热系数测试装置模拟LNG船的低温工况,测量并研究材料在极低温下的有效导热系数;(2)提出了针对模拟舱的蒸发率计算模型和对流换热系数计算方法,采用解析计算与模拟仿真相结合的方法得到了不同工况下模拟舱蒸发率的数值解;(3)搭建模拟舱低温测试平台,先后完成试验设备仪器选型,传感器安装设计,管路系统设计,数据采集及控制系统设计和测试流程设计,并提出蒸发率修正公式;(4)对模拟舱进行低温性能测试,得到模拟舱围护系统在低温下的温度场分布数据和模拟舱额定充注率下的蒸发率数据,经过不确定度分析与计算,将试验结果与原设计要求进行对比,以验证新型液货舱围护系统的绝热性能。本文的相关研究成果可简述为:(1)经过测试,在-146?C至常温的温区范围内,模拟舱绝热材料的有效导热系数随温度升高呈增大趋势,变化范围为0.0139~0.025 W/(m·K);(2)设计并搭建了一套完整的模拟舱低温测试系统,包括模拟舱系统、低温管路系统、数据采集与控制系统和测试流程;(3)根据模拟舱低温测试结果,与解析计算结果相比,Fluent模拟计算结果更接近蒸发率试验值,独立B型LNG船围护系统的绝热性能满足LNG液货的日蒸发率不超过0.1%的原设计要求。