低溫儲罐保溫能力和承載能力的研究.pdf

1、由于承壓能力強，保溫性能突出，低溫液化氣體儲罐(簡稱低溫儲罐)越來越多地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。與普通儲存設(shè)備相比，低溫儲罐是帶壓儲存低溫液化氣體介質(zhì)，具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和操作工況，同時在低溫儲罐的設(shè)計中既要滿足強度要求又要保證低溫儲罐具有良好的保溫性能。
　　本論文在試驗的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元法對某低溫儲罐的傳熱過程進行了數(shù)值模擬，并對高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)敏感性分析，提出了一種基于數(shù)值模擬的低溫儲罐的傳熱計算方法，為高真空多層保

2、溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參考。同時應(yīng)用應(yīng)力分類法對低溫儲罐進行了強度校核，并對低溫儲罐的外容器進行補強結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。主要進行以下幾方面研究：
　　(1)使用ANSYS Workbench軟件建立了低溫儲罐FVl．2000．008／1 6的穩(wěn)態(tài)傳熱模型，進行了傳熱數(shù)值模擬，以靜態(tài)蒸發(fā)率為衡量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗測量結(jié)果僅相差1．2％，驗證了數(shù)值模擬方法的可靠性。
　　(2)利用數(shù)值模擬方法對影響高真空多層絕熱性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行

3、了參數(shù)敏感性分析。結(jié)果表明，對于頸管來說，增加頸管長度和減薄頸管厚度可有效減少低溫儲罐熱量損失，同時在一定范圍內(nèi)增加保溫層厚度也是減少低溫儲罐熱量損失的有效措施。在大量數(shù)值模擬萬方數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上應(yīng)用MATLAB軟件擬合出了低溫儲罐的傳熱計算式。
　　(3)對低溫液氦儲罐CMSH一350進行了靜態(tài)蒸發(fā)率測試試驗，并分別通過數(shù)值模擬和擬合公式計算出了該液氦儲罐的靜態(tài)蒸發(fā)率，與實驗測量值進行比較，得到數(shù)值模擬和公式計算法的誤差分別為1．4％

4、311 1．2％，再次驗證了數(shù)值模擬和擬合公式的可靠性。
　　(4)運用SW6軟件對低溫液氦儲罐CMSH-350進行了常規(guī)設(shè)計，得到了儲罐的初始強度參數(shù)。運用ANSYS Workbench軟件中的靜力結(jié)構(gòu)模塊對低溫液氦儲罐CMSH．350進行了應(yīng)力分析，根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果對儲罐進行了結(jié)構(gòu)改進，并依據(jù)JB4732．1995《鋼制壓力容器一分析設(shè)計標(biāo)準》完成了該低溫儲罐的強度評定。
　　(5)為了增強外容器的抗失穩(wěn)能力，在外容器上