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。對于一些易燃易爆和有危害的氣體來說，安全閥開啟后直接將氣體泄放至大氣環(huán)境中無疑十分危險(xiǎn)。目前國外的真空喪失研究主要集中在航空航天領(lǐng)域，其研究對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，且目前國內(nèi)缺乏相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此對工業(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)中通過更換不同層數(shù)的夾層材料來獲得不同的漏熱量，應(yīng)用敞口蒸發(fā)氣體流量測試來得到不同絕熱材料下容器真空喪失后的漏熱量。通過容器密閉升壓試驗(yàn)來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)對安全閥的工作狀態(tài)進(jìn)行測試?？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。通過對試驗(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)大部分氣體處于過熱狀態(tài)，液體則一直處于過冷狀態(tài)并吸熱升溫，且液體在升溫過程中出現(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。 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，對于處理真空喪失事故都有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。