低溫貯箱新型組合絕熱(SOFI-VD-MLI)傳熱特性研究.pdf

1、熱防護(hù)技術(shù)作為低溫貯箱必備技術(shù)，特別是航空航天領(lǐng)域高效熱防護(hù)技術(shù)使用，將大大降低低溫貯箱漏熱，減少低溫推進(jìn)劑蒸發(fā)損失，實(shí)現(xiàn)低溫推進(jìn)劑零蒸發(fā)存儲(chǔ)。新型組合絕熱（SOFI/VD-MLI）作為一種低溫貯箱高效熱防護(hù)技術(shù)，是泡沫絕熱（SOFI）與變密度多層絕熱（VD-MLI）的合理組合，具有絕熱效果好、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，在將飛行器地面停放、發(fā)射上升、在軌運(yùn)行階段低溫貯箱漏熱量降到最低的同時(shí)，還有助于減輕低溫貯箱質(zhì)量。
　　本文以低溫貯箱SOF

2、I/VD-MLI為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行傳熱機(jī)理分析、傳熱計(jì)算模型建立、傳熱計(jì)算及結(jié)果分析、溫度場(chǎng)數(shù)值模擬等研究。首先，對(duì)地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI進(jìn)行了傳熱機(jī)理分析。地面階段SOFI/VD-MLI考慮SOFI導(dǎo)熱以及VD-MLI中相鄰輻射層之間輻射換熱、相鄰輻射層之間氣體導(dǎo)熱、相鄰輻射層之間間隔材料固體導(dǎo)熱；空間階段SOFI/VD-MLI考慮SOFI導(dǎo)熱以及VD-MLI中相鄰輻射層之間輻射換熱、相鄰輻射層之間剩余氣體導(dǎo)熱、相

3、鄰輻射層之間間隔材料固體導(dǎo)熱，兩種工況均忽略間隔材料及層間氣體對(duì)輻射換熱影響。隨后，基于地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱過(guò)程，建立了地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱計(jì)算模型。其次，在建立的地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱計(jì)算模型基礎(chǔ)上，對(duì)SOFI/VD-MLI進(jìn)行了傳熱計(jì)算。結(jié)果表明，SOFI/VD-MLI中的SOFI主要在地面階段發(fā)揮絕熱作用，在地面階段SOFI絕熱效果明顯優(yōu)于VD-MLI；SOFI

4、/VD-MLI中的VD-MLI主要在空間階段發(fā)揮絕熱作用，在空間階段VD-MLI絕熱效果明顯優(yōu)于SOFI。因此，SOFI/VD-MLI既解決了飛行器在地面階段低溫貯箱的漏熱問(wèn)題，同時(shí)又能在空間階段發(fā)揮良好的絕熱作用。最后，對(duì)地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示，地面階段沿絕熱層厚度方向，SOFI中溫度變化明顯，VD-MLI中溫度基本不變；空間階段沿絕熱層厚度方向，VD-MLI中溫度變化明顯，SOFI中溫