真空多层绝热管在氢氧发动机试车台上的应用与研究

介绍真空多层绝热管在氢氧发动机试车台上的应用情况、管道结构及效果。重点介绍了长距离液氢加注管道真空多层绝热管的结构设计特点，分析指出真空多层绝热管的使用可显著降低试验成本和故障发生率，极大地方便试验系统的转换。

真空多层绝热管道氮气置换技术的研究

真空多层绝热管道漏放气速率是考核管道绝热性能的重要指标,在生产过程中,影响其漏放的因素有抽空机组本身的泄漏情况、加热温度、加热时间、氮气置换、抽空周期等。到目前为止,真空多层绝热管道的生产工艺没有明确的标准及规范,为得到较为优化的生产工艺,论文介绍了其中一个重要的因素-氮气置换技术,对其进行了理论与试验分析,研究了氮气置换的注氮温度、注氮时间、注氮次数对真空多层绝热管道的影响,通过理论与实践总结出氮气置换相关参数的优化值,为进一步工艺理论规范化提供借鉴。

高真空多层绝热管路热桥性能数值仿真研究

利用数值仿真方法,对高真空多层绝热系统中最常用的伸缩筒形热桥,从流体工作状态、外部工作环境、热桥自身结构特点、零件配合表面状态等方面进行了分析探讨。研究表明,改变流体工作状态、改变外部工作环境对降低热桥漏热,效果并不理想且成本高昂,增大热桥长度及配合表面粗糙度在一定取值范围内可以大幅降低漏热,而成本增加极少,超过一定取值范围漏热量降低不再明显而成本将大幅上升,因此热桥结构设计、制造工艺及装配方式存在最优区间。

辐射换热对高真空多层绝热管道漏热量计算的影响

为了实现用表面温度法在线测量高真空绝热管道的漏热量,需要全面研究绝热管道表面与环境之间的换热.建立了多层绝热管道热量传递模型,通过计算管道漏热量与环境温度之间的关系,分析了辐射换热对管道漏热量计算的影响.结果表明,当管道表面黑度较小时,辐射漏热量所占的份额在20%左右,但当管道表面黑度较大时,辐射漏热量所占份额达到60%左右,并且环境温度越高,辐射换热对漏热量计算的影响越大.

高真空多层绝热管道热桥设计经验公式的研究

伸缩筒形热桥广泛应用于高真空多层绝热系统中,由于其传热结构复杂,尚无可靠设计公式可供利用,论文将热桥结构等效简化为成熟传热学模型,考虑内径、外径、材料导热系数及热桥长度都影响因素,推导出热桥设计的经验公式,并利用数值仿真技术对经验公式的可靠性进行了验证。

液氦储罐高真空多层绝热结构影响研究

为了明确液氦储罐真空多层绝热结构的最佳层密度,采用Lockheed模型研究热流密度与层密度的关系,确定最佳层密度,探讨绝热层厚度、环境温度、绝热空间真空度对液氦储罐绝热性能的影响。研究结果表明:液氦储罐最佳层密度为41层/cm;绝热层真空度减小,热流密度下降,真空度下降到一定值后,热流密度几乎不再下降;热流密度与环境温度、绝热层厚度分别呈正、负相关,当厚度增加到一定值后,热流密度下降速率减小。在实际确定绝热层厚度和真空度时,应兼顾经济性和绝热性能。研究结果可为液氦储罐高真空多层绝热结构的设计提供参考。

高真空多层绝热低温管道内管路波纹管应力非线性有限元分析

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效。为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构,建立了波纹管有限元模型,在HV-MLI低温管道输送LNG、LO_2及LN_2的不同工况下对波纹管进行了应力非线性有限元计算,分析了轴向位移载荷及内压载荷分别作用下的波纹管响应状况,并结合国家标准GB/T 12777—2008对所用波纹管进行了强度及疲劳寿命校核。结果表明:(1)波纹管满足HV-MLI低温管道使用要求;(2)输送LN_2工况时波纹管等效应力最大,波纹管波峰内表面为危险点,此时可以考虑适当降低介质输送压力;(3)轴向位移载荷引起的波纹管子午向应力远超过材料的屈服极限,是引起波纹管疲劳损坏的主要因素,在管道设计及使用时应严格控制其数值。

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。

真空多层绝热LHe输送管设计计算与传热分析

文章根据系统对输送管的性能要求,进行了LHe输送管结构设计和绝热材料的选型,计算真空多层绝热管的真空性能及传热性能的主要参数,求出其真空夹层的最大允许漏率及单位管长的热损失。经NBI实验,表明该管在100 L LHe输送中热损小,满足设计需要。

L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。

6m^3高真空多层绝热液氧容器真空性能

对高真空多层绝热液氧容器的真空寿命影响因素进行了分析和研究， 提出了解决问题的技术方案， 分析了吸附剂、吸气剂在获得和保持夹层真空度中的重要作用。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后传热及绝热夹层内温度分布规律实验

在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失传热研究实验台的基础上,分别利用干燥氮气、二氧化碳、氧气、氦气及空气为破空介质,进行了高真空多层绝热低温容器发生完全真空丧失事故后的传热实验研究。实验中通过流量计和温度采集系统测得了高真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率和绝热夹层内的温度分布规律。实验结果表明,导入高真空多层绝热低温容器绝热夹层的气体种类对其完全真空丧失后的传热过程有很大的影响。

高真空多层绝热低温容器整体热分析及试验验证

对35 m3高真空多层绝热低温容器在满载液氧的状态下进行热分析,得到标准状态下该容器漏热量的分布范围及相应的静态蒸发率分布,分析了导热和辐射漏热在总漏热的比重。将计算结果和静态蒸发率试验进行对比,结果符合较好,说明计算的准确性和有效性。进而分析了冷态下玻璃钢支承件和罐体的接触情况。结果可为高真空多层绝热低温容器的设计、试验和使用提供参考。

真空多层绝热性能测试装置及初步实验验证

建立了一套低温用真空多层绝热材料性能测试装置,用于研究变密度多层绝热材料的特性规律。以内密外疏的层密度分布方式为例,在测试装置充注液氮之后,通过稳态量热法实验研究了真空条件下该布置方式绝热层内不同层位置的温度瞬态和稳态分布规律、单点的降温规律、以及单位面积漏热率情况。考察了稳态温度分布以及单位面积热流随热边界温度的变化特性,并将理论温度分布曲线与实验曲线进行了对比,从而验证层与层模型的准确性。

不同种类破空气体对高真空多层绝热低温容器真空丧失后传热的影响

通过实验,分别利用氮气、空气、氧气和氦气作为破空气体,对高真空多层绝热低温容器在真空完全丧失后的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于绝热真空完全丧失后的低温容器能够起到一定的保护作用,初始和最终漏热和渗入到绝热真空夹层中气体的性质密切相关。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后升压规律的试验研究

高真空多层绝热低温容器是一种危险性很高的压力容器。绝热夹层完全的真空丧失是可能发生在高真空多层绝热低温容器上的、并会对低温容器带来严重的安全隐患。在搭建了高真空多层绝热低温真空丧失试验台的基础上,用试验的方法研究了低温容器的绝热材料层数和初始充满率对其真空丧失后无排放贮存过程中升压的影响。试验结果表明,高真空多层绝热低温容器绝热夹层内的绝热材料层数及其初始充满率都对容器完全真空丧失后的升压过程有着重要影响。

高真空多层绝热低温容器真空丧失试验研究

通过高真空多层绝热容器真空丧失试验,分析了不同绝热结构下容器真空丧失后的升压规律,同时讨论了容器内气液状态变化。利用试验数据计算了容器真空丧失后的热负荷变化,并综合比较分析了不同绝热结构下的漏热量、气体升压、液体温度变化。经研究发现,容器夹层真空丧失后气液相处于不平衡态,气相空间压力变化呈现出三种不同状态,夹层的漏热量决定了液体升温和容器升压速度。

高真空多层绝热容器真空丧失后传热研究综述

高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失可能会引发重大的安全事故。文中综述了国内外研究者在高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失方面的研究成果,并对未来的研究方向进行了讨论和展望。

低温下真空多层绝热材料导热系数的测试

介绍了低温下真空多层绝热材料导热系数的测试．在相同的条件下对各种材料作了对比试验，结果表明：由２３３材料组成的绝热体其绝热性能优于其它材料．因此如何改善和提高多层绝热材料的性能，是摆在我们面前的一个重要课题．

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热研究

高真空多层绝热低温容器的绝热夹层发生完全的真空丧失事故后,由于自然对流换热的原因,其绝热夹层的漏热量会急剧增加。在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后的传热研究实验台的基础上,使用干燥氮气为破空介质、液氮为低温介质,进行了多次高真空多层绝热低温容器的完全真空丧失实验。重点研究了低温容器液位及绝热材料层数的变化对其绝热夹层完全真空丧失后传热的影响。