基于CFD及FEM的聚氨酯泡沫塑料低温绝热结构优化设计

针对某低温风洞压缩机转子系统轴承箱,选取聚氨酯泡沫塑料作为绝热材料,并辅以电加热作为热防护手段。采用计算流体力学(CFD)方法对轴承箱内润滑油流动以及传热过程做分析模拟计算,并通过缩比实验结果验证计算方法可靠性。结果表明,绝热层厚度100 mm、电加热功率250 W/m^2工况,运行48 h后润滑油温度高于278 K,加热面最高温度约341 K,可以满足轴承箱使用条件,避免了绝热层厚度及加热功率经验性设计取值可能带来的加热面局部超出绝热材料安全使用温度、寿命缩短问题;同时降低所需绝热层厚度,降低轴承箱内空间狭小所带来的工艺实施难度。绝热结构选取分层泡沫预制块工艺方案,采用有限元分析方法 (FEM)对预制块强度校核,并依据传热计算结果设置边界条件以提升校核准确性。结果显示,预制块内部应力水平小于材料许用应力。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品应用和工艺设计具有一定的参考意义。

LNG槽车贮槽绝热结构设计

液化天然气槽车是LNG陆地输送的重要工具 ,而将高真空多层绝热方式应用于LNG槽车在国内尚属首次。介绍了高真空多层绝热的原理 ,并与真空粉末绝热等其他绝热形式进行了分析比较 ,指出高真空多层绝热是一种超级绝热方式 ,具有导热系数低、绝热空间小、有效质量轻等特点 ,很适合低温运输容器的绝热。还介绍了LNG槽车运输贮槽的绝热材料选择、绝热结构设计及日蒸发率计算等 ,并以 4 0m3 LNG运输槽车为例 ,对无损贮存时间进行了计算。结果显示 ,4 0m3 LNG运输贮槽的日蒸发率小于 0 .3% ,无损贮存时间可达 2 0天。

低温真空多层绝热结构热阻的理论分析

低温下真空多层绝热是非常有效的绝热方式 ,广泛应用于众多领域的科研和工程实践中。低温下真空多层绝热的影响因素很多 ,具体包括反射屏之间隔层的材料特性、反射屏的层数、层密度、真空度、捆扎的松紧程度等。运用热阻网络分析了间隔物为纤维材料的低温真空多层绝热结构的热阻组成 ,对总热阻中固体导热热阻Rconduction(solid) 、辐射换热热阻Rradiation、残余气体导热热阻Rconduction(gas) 分别建立了理论模型 ,并进行了理论计算推导 ,得到了低温下真空多层绝热结构总热阻的计算公式。

空间燃料贮箱变密度多层绝热结构传热性能研究

为了探究变密度多层绝热结构VDMLI层间结构布置对绝热性能的影响,对火箭低温推进剂储罐外的VDMLI结构建立了传热数学模型,并开展了变工况分析,揭示了不同影响因素,包括热边界温度、层数、层密度等对VDMLI绝热性能的影响。研究发现,热边界温度对VDMLI绝热性能以及温度分布有主要影响;层数在40—60即可满足漏热量要求并且整个绝热结构的质量较轻;变密度结构(VDMLI)比定密度(MLI)具有更轻的重量和较好的绝热效果,从内由外依次是低、中、高密度区,且最优变密度分配比例为低密度区层数占总层数的20%,高密度区约占40%,中密度区占33%—36%。研究内容为VDMLI的实际布置提供了可靠的理论支持。

高温蒸汽管道绝热结构

利用热力管道模拟实验装置 ,对复合硅酸盐绝热材料进行了室内实验研究 .根据高温蒸汽管道频繁振动的特点 ,分析了绝热涂料及绝热型材导热系数方程 .通过优化设计和工程试验 ,给出了最佳经济厚度优化设计结果 ,并加以验证 ,得到了“复合硅酸绝热涂料 +复合硅酸绝热型材 +复合硅酸绝热涂料”

聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料在可重复使用低温贮箱绝热结构中的应用研究进展

介绍了国外以聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料为绝热材料的可重复使用低温贮箱绝热结构的研究情况,通过温度-载荷联合试验、热导率试验验证,用于试验的绝热结构可承受重复使用必须的多次温度循环冲击。

工业设备及管道绝热结构外表面换热系数取值的探讨

对比和分析《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97中绝热结构外表面换热系数计算结果与国外标准和经典实验关联式中相同条件下换热系数取值,指出该规范中换热系数计算方法的欠妥之处;修正保温效果检测研究中水平和竖直放置圆管绝热结构外表面换热系数的计算公式,计算结果表明修正后的公式可以反映真实的传热过程特性;并建议参照美国标准ASTM C680-2004计算水平平板对流换热系数。

乙烯槽车绝热结构的设计与试验

简要介绍了乙烯公路槽车的绝热结构、设计要求与方法、绝热材料的选择和有关物性参数的试验结果。通过槽车的试制和使用情况证明，所选择的绝热结构和工艺方法完全能满足设计要求。

低温风洞绝热结构设计与性能分析

绝热结构设计是建造大型低温风洞的关键环节之一。结合数值计算与试验,开展了绝热结构设计和性能分析研究。基于风洞运行条件,对绝热结构进行了设计和选材;建立了绝热结构有限元模型,基于风洞运行的最恶劣工况对绝热结构性能进行了数值计算分析,分析其绝热特性和应力分布规律。设计构建了可模拟低温风洞服役环境的试验舱平台,开展了低温交变压力冲击下的应力/应变和温度测量试验。研究结果表明:设计的绝热结构满足低温风洞运行要求,设计的试验舱平台适用于绝热结构性能考核,也为研究其他材料在低温环境下的热力学性能提供了一套可靠的试验平台。

具有绝热结构的高性能锰钴镍氧热敏探测器的制备及特性研究

通过湿法腐蚀工艺成功制备了具有绝热结构的锰钴镍氧(MCNO)热敏电阻探测器。测试表明,绝热结构使得热敏探测器的热导大幅降低,在真空环境下仅为没有绝热结构器件的1/20,典型热导率值为1.37mW/K。通过V-I测试并结合理论曲线拟合发现,MCNO薄膜材料的热导率随温度增高而减小。绝热结构使得MCNO热敏探测器的响应率大幅提高,在30Hz调制频率、36V偏置电压下,响应率典型值为50.5V/W,是没有绝热结构器件的10倍。实验验证了在MCNO薄膜材料上制作绝热结构热敏探测器的可能性,为制作新型室温全波段高性能红外探测器奠定了基础。

玻璃钢液氦容器绝热结构实验研究

一、引言 玻璃钢因玻璃纤维的增韧和增强作用，使其在低温环境下具有良好的热物性和力学性能，引起了从事研究生物磁和超导磁体技术人员的重视，并逐步获得应用。人们知道，超导磁力仪应用的可靠性、经济性与使用周期，除了与超导器件的可靠性和稳定性有关外，还与盛装液氦的无磁杜瓦容器的可靠性及绝热性能有关。

高压蒸汽管道绝热结构试验研究

根据多年室内试验研究及工程试验研究结果，确定高压蒸汽管线绝热结构为：复合硅酸盐涂料＋复合硅酸盐卷型材＋复合硅酸盐涂料＋防水层＋保护层。绝热结构设计除符合减少散热损失，满足工艺要求等基本原则外，还必须考虑其经济性，在绝热结构各层材料确定以后，关键是确定绝热层的经济厚度，其计算公式。

空调管道与吊架接点绝热结构的新做法

本文主要介绍了空调系统水管道绝热的一种新做法 ,并分析了这种做法的可行性与实用性 。

基于ANSYS对HRHCM随形绝热结构热响应分析

采用ANSYS软件模拟分析模芯水热性快速热循环热响应过程,提出了一种带有随形绝热层和随形换热通道的组合式模芯换热结构,分析该特殊模具结构和绝热条件对加热冷却效率和模温均匀性的影响。结果表明,使用该结构,加热和冷却阶段所用时间分别缩短125.0%和136.8%;加热速率和冷却速率分别提高124.2%和135.8%;加热和冷却阶段最大温差分别降低9.0%和24.2%。

低温精馏装置的绝热结构设计

低温精馏装置运行效果受漏热影响较大,因此设计时必须考虑其低温绝热性能。低温装置的漏热方式主要有热传导、热辐射及热对流三种基本形式。低温绝热结构的设计则主要针对这三个方面设置相应的绝热结构。通过计算装置的漏热值,其中包括残余气体热传导引起的漏热、辐射传热产生的漏热及机械构件引起的漏热,来判定绝热结构设置的合理性。之后通过比较绝热结构设置前后的漏热值及参考以往的设计经验,确定了装置采用高真空辐射屏加多层绝热的低温绝热结构。然后对结构确定后的装置总体漏热值进行计算,确定该绝热结构的计算漏热值满足了设计输入的要求。最终通过本低温精馏装置长期稳定运行,实践证明采用该低温绝热结构满足了工程实际应用的要求。

CZ-3系列运载火箭三子级推进剂箱体外绝热结构材料工艺与展望

简要回顾了 CZ- 3系列运载火箭三子级推进剂箱体外绝热结构材料工艺的研制过程、取得的成就 ,展望了未来的发展。

基于超声导波的贮箱绝热结构损伤检测技术研究

针对可重复使用运载器(RLV)中的低温贮箱绝热结构损伤与失效模式,结合绝热结构脱粘的无损检测技术,提出了一种基于超声导波(Lamb波)的绝热结构脱粘检测和监测技术方案。并在温度—载荷联合加载试验中对绝热结构(试片级)进行脱粘检测,通过原理性验证试验效验方案的可行性,为RLV低温贮箱绝热结构设计、性能考核和使用维护提供技术支持。

金蒸汽激光器绝热结构的新设计

本文报导了金蒸汽激光器绝热结构的一种新设计。这种设计克服了金蒸汽激光器1800℃的工作温度和陶瓷纤维1600℃额定工作温度的差距。对于输出功率为2.95W的金蒸汽激光器,输入功率只要求单相2.5kVA。输出激光功率密度可达26mW/cm^3。在工作220小时后,没有绝热材料老化的影响。

供暖管道绝热结构施工技术方法

本文主要阐述了管道绝热结构的涂抹式绝热、预制块式绑扎法绝热、充填式、套筒式保温、沥青珍珠岩保温、钉贴法保温、风管内保温等施工方法。

LNG接收站绝热结构中泡沫玻璃的绝热效果研究及分析

泡沫玻璃作为一种高强度、低导热的绝热材料被广泛应用于LNG接收站的绝热结构。为研究分析泡沫玻璃在LNG接收站绝热领域绝热效果及作用,以接收站中最重要的LNG储罐罐底绝热结构和LNG运输管道绝热结构为对象对泡沫玻璃的绝热能力进行有限元分析计算。基于有限元分析结果开展温度分析,明确泡沫玻璃在两种绝热结构的绝热效果。结果表明,泡沫玻璃在LNG储罐罐底绝热结构和LNG运输管道绝热结构中均有较好的绝热、保冷能力,因此泡沫玻璃能够显著的提高LNG管道和LNG运输管道绝热结构的绝热能力。