大型真空粉末绝热低温球罐热-结构耦合分析

通过对某几何容积为500 m^(3)的真空粉末绝热低温球罐进行稳态热-结构耦合分析,研究了该球罐的温度场和应力场分布,并采用Tsai-Hill强度理论对玻璃钢进行了强度校核。结果表明,球罐总漏热量1 023.3 W,静态蒸发率0.073%<0.1%。考虑地震及风载荷作用时,球罐跨中和对中模型最大应力处均位于内容器震向后玻璃钢内支撑处,其值各为477.25 MPa、530.27 MPa,跨中模型受力优于对中模型。正常工况下玻璃钢内侧强度校核值较高,为0.27;考虑地震及风载荷作用时,玻璃钢与固定环接触部位强度校核值较大,跨中和对中模型最大值分别为0.36、0.49。

空温式翅片管气化器冷热流体传热特性仿真研究

空温式翅片管气化器通过吸收周围环境的热量使管内低温液体气化,其壁面温度低于附近湿空气冰点时会引起翅片表面结霜问题,严重影响低温系统正常工作。为探究翅片管内、外冷热流体对表面结霜影响的基础科学问题,采用Fluent软件对空温式翅片管气化器冷热流体的传热特性进行数值模拟,获得了翅片管内、外冷热流体与翅片壁面温度分布关系,研究了翅片管内低温液体入口流量和管外吹风速度对其传热特性的影响。结果表明:在管外自然对流条件下,翅片壁面温度沿管内低温液体流动方向(由下往上)逐渐升高,随翅片管内低温液体入口流量的降低而升高;管外向下进口风速为2.0m/s时,与自然对流条件相比,翅片壁面平均温度升高了约17K。

车载液氢气瓶发展综述

在倡导低碳环保、绿色发展的大背景下,社会对氢能源汽车的需求量正逐年增加,低温液态储氢作为一种重要的车载储氢方式,其具备能量密度高、载氢质量大、安全可靠等优势,获得了快速发展。介绍了车载液氢气瓶的基本构造和系统运行原理,梳理归纳了当前几种具有代表性的车载液氢气瓶的研究进展和技术参数,同时提出了车载液氢气瓶的未来发展趋势,为车载液氢气瓶的设计制造以及优化改良提供了参考。

低温容器夹层真空度对内罐压升率的影响研究

针对低温容器夹层真空失效工况,建立了低温容器夹层真空度与通过内罐壁面热流密度的理论模型,结合ANSYS-FLUENT软件对某立式低温容器内的液氮蒸发过程进行了仿真模拟,研究了初始充满率为50%时,低温容器内罐空间温度及压力随夹层真空度变化的规律。结果表明,随着夹层真空度降低,通过低温容器内罐壁面的平均热流密度增大,内罐中液体温度升高速率增大;当夹层真空完全失效时,内罐压升率分别是夹层真空度为10-3 Pa、1 Pa和10 Pa时的10.4倍、5倍和1.2倍。

晃动对液氢贮罐传热和压降的影响研究

采用计算流体力学(CFD)技术仿真研究外部晃动激励对液氢贮罐传热和压降的影响。仿真中考虑了外部环境漏热和气液相变对贮罐内气枕压力的影响,通过用户自定义函数(UDF)将外部晃动激励以速度的方式加载到贮罐壁面作为动量边界,采用流体体积(volume of fluid,VOF)法捕捉气液相界面。基于所构建的数值模型,对初始充满率为50%时不同速度激励下和初始充满率分别为50%、70%、90%时同一速度激励下的气液界面波动进行数值模拟,获得了气枕压力、不同速度激励下的晃动温度云图和气液相分布云图,分析了晃动对传热和压降的影响。结果表明,低温流体晃动引起的漩涡和剪切流强化了气液界面的对流传热,速度激励Aω=0.11 m/s、0.22 m/s、0.44 m/s时的传热量分别是无速度激励时传热量的2.83倍、24.05倍、34.47倍;晃动激励越大,充满率越高,气相冷凝速率越快,导致封闭液氢贮罐内气枕压力降幅越大。