高真空多層絕熱低溫容器真空喪失試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著低溫技術(shù)的不斷發(fā)展，高真空多層絕熱憑借著其卓越的絕熱性能，在低溫貯運(yùn)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。然而高真空多層絕熱容器的絕熱性能主要取決于容器夾層的真空度，一旦發(fā)生事故造成容器夾層真空喪失，容器的漏熱量驟增，這將導(dǎo)致容器內(nèi)壓力迅速升高。對(duì)于一些易燃易爆和有危害的氣體來(lái)說(shuō)，安全閥開(kāi)啟后直接將氣體泄放至大氣環(huán)境中無(wú)疑十分危險(xiǎn)。目前國(guó)外的真空喪失研究主要集中在航空航天領(lǐng)域，其研究對(duì)象往往受限于航天飛行器系統(tǒng)，工作特點(diǎn)以及性能要求均不同于工業(yè)用低

2、溫容器，且目前國(guó)內(nèi)缺乏相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此對(duì)工業(yè)用高真空多層絕熱容器的真空喪失這一極端工況進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究是十分必要的。 本文介紹了針對(duì)工業(yè)175L高真空多層絕熱容器進(jìn)行真空喪失試驗(yàn)的方法。試驗(yàn)中通過(guò)更換不同層數(shù)的夾層材料來(lái)獲得不同的漏熱量，應(yīng)用敞口蒸發(fā)氣體流量測(cè)試來(lái)得到不同絕熱材料下容器真空喪失后的漏熱量。通過(guò)容器密閉升壓試驗(yàn)來(lái)獲取真空喪失后不同絕熱材料和不同初始充滿率條件下的升壓曲線，同時(shí)對(duì)安全閥的工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試?？紤]到

3、真空喪失極端工況下氣液狀態(tài)的變化，試驗(yàn)中對(duì)容器內(nèi)的氣液溫度、壓力以及容器壁面、夾層溫度進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的綜合比較分析發(fā)現(xiàn)：容器真空喪失后的平均熱流密度是高真空絕熱條件下的數(shù)十倍；夾層材料在真空喪失條件下仍起到了一定的隔熱作用；容器增壓時(shí)大部分氣體處于過(guò)熱狀態(tài)，液體則一直處于過(guò)冷狀態(tài)并吸熱升溫，且液體在升溫過(guò)程中出現(xiàn)了熱分層現(xiàn)象；容器增壓時(shí)安全閥有三種不同的工作狀態(tài)，即增壓期、安全閥穩(wěn)定工作期、安全閥不穩(wěn)定工作期，結(jié)合這三種

4、工作狀態(tài)本文提出了處理真空喪失事故的指導(dǎo)意見(jiàn)。 結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文建立了真空喪失夾層傳熱計(jì)算模型，該模型計(jì)算得到的漏熱量和夾層溫度分布均與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。另外，本文還針對(duì)真空喪失后容器內(nèi)低溫液體的熱分層現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)熱分層產(chǎn)生的原因及影響因素做了進(jìn)一步的分析討論。本文所圍繞的高真空多層絕熱容器真空喪失這一極端工況的試驗(yàn)研究，無(wú)論是試驗(yàn)本身還是相關(guān)的理論分析以及數(shù)值模擬，對(duì)于處理真空喪失事故都有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。