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J-GLOBAL ID：202102258219230858   整理番号：21A1050480

省エネルギーのためのLNG処理プレートフィン熱交換器の構造的信頼性の予測【JST・京大機械翻訳】

Predicting the Structural Reliability of LNG Processing Plate-Fin Heat Exchanger for Energy Conservation

著者 (5件)： Saggu Mustansar Hayat (Department of Mechanical Engineering, International Islamic University, Islamabad 44000, Pakistan) ,  Sheikh Nadeem Ahmed (Department of Mechanical Engineering, International Islamic University, Islamabad 44000, Pakistan) ,  Niazi Usama Muhammad (Mechanical Engineering Department, Universiti Teknologi PETRONAS, Seri Iskandar 32610, Malaysia) ,  Irfan Muhammad (Electrical Engineering Department, Najran University, Najran 61441, Saudi Arabia) ,  Glowacz Adam (Department of Automatic, Control and Robotics, AGH University of Science and Technology, 30-059 Krakow, Poland)
資料名： Energies (Web)  (Energies (Web))
巻： 13  号： 9  ページ： 2175  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7016A  ISSN： 1996-1073  CODEN： ENERGA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 液化天然ガス(LNG)は,主要なエネルギー市場で急速に上昇している世界的なシェアを持つ最小カーボンフットプリントを有する炭化水素燃料の1つである。より長い距離での輸送のためのLNG処理は,特に液化およびガス化用途に使用される場合,極低温条件下で働く。環境に優しい炭化水素の供給チェーンは,天然ガスの液化とその後の再ガス化に使用される処理プラントに大きく依存している。プレートフィン熱交換器は,液化プロセスと同様に再ガス化のためにLNG産業で広く使用されている。天然ガス相変化プロセス中の熱の交換は,極低温条件下で作動するプレートフィン熱交換器を含む。熱交換器は,これらの温度条件下で破壊に最も脆弱であるろう付け継手を持つように設計されている。そのようなジョイントの1つの故障は,サプライチェーンを妨げるだけでなく,火災と寿命の危険をもたらす。ほとんど全ての以前の研究で,解析的および数値的方法を用いて,有限要素法を用いてこれらのろう付け継手を解析し,周囲条件にまたは近づきながら応力を調べた。本研究では,平板フィン熱交換器を,異なる継手形状を有する単純,波状および複合の3つの異なるフィン形状に対するろう付けフィンの構造安定性について調査する。さらに,実験的に測定したろう付け継手強度を用いて解析を行い,ろう付け工程と結果としての熱影響部(HAZ)による母材強度よりも平均22%低いと測定された。したがって,信頼性は,実際の降伏基準を視野に入れながら,安全係数(FOS)に関して,これらの継手について評価される。化合物フィン配置の構造安定性は,検討した全てのフィン構造の中で最も弱いことが分かった。複合フィンろう付け継手の破壊は降伏による継手の水平経路に沿っていることが期待される。また,文献において一般的に推奨されているフィンの異なるトポロジーを有する異なる接合方向におけるフィンろう付け継手の寿命を予測した。ろう付け継手の減少を考慮した場合,一般的に推奨された安全フィン形状が破壊に影響されやすいと予測される。本論文における解析と推薦は,特に低から極低温への適用において,異なる運転条件のためのプレートフィン交換機のための信頼できて安全な設計アプローチを提供する。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 位相幾何学 ,  相転移 ,  有限要素法 ,  *信頼性 ,  天然ガス ,  *熱交換器 ,  *フィン ,  ろう付 ,  液化天然ガス ,  降伏 ,  炭化水素 ,  ガス化 ,  ろう付継手 ,  プロセス解析 ,  極低温
準シソーラス用語： *プレートフィン , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： プレートフィン熱交換器 ,  構造安定性 ,  フィン ,  ANSYS

分類 (3件)： 熱交換器,冷却器  (PA03020G) ,  太陽エネルギー利用機器  (QE05020H) ,  エネルギー貯蔵  (LC02000F)

引用文献 (36件)：

• Wen, J.; Yang, H.; Tong, X.; Li, K.; Wang, S.; Li, Y. Optimization investigation on configuration parameters of serrated fin in plate-fin heat exchanger using genetic algorithm. Int. J. Therm. Sci. 2016, 101, 116-125.
• Lim, W.; Choi, K.; Moon, I. Current status and perspectives of liquefied natural gas (LNG) plant design. Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 3065-3088.
• Ma, H.; Cai, W.; Zheng, W.; Chen, J.; Yao, Y.; Jiang, Y. Stress characteristics of plate-fin structures in the cool-down process of LNG heat exchanger. J. Nat. Gas Sci. Eng. 2014, 21, 1113-1126.
• Ligterink, N.; Hageraats-Ponomareva, S.; Velthuis, J. Mechanical integrity of PFHE in LNG liquefaction process. Energy Procedia 2012, 26, 49-55.
• Juan, D.; Hai-Tao, Z. Numerical simulation of a plate-fin heat exchanger with offset fins using porous media approach. Heat Mass Transf. 2018, 54, 745-755.

タイトルに関連する用語 (5件)： 省エネルギー ,  LNG ,  プレートフィン ,  熱交換器 ,  予測