20t专用液氧贮罐的热工性能研究

摘要

所有低温的产生、低温的应用与研究,都离不开低温液体的贮运.许多重要的基础研究需要在低温环境下进行.由于低温液体的沸点低、汽化潜热小,获得低温液化气体需要付出较大的代价,因此低温液体的有效贮存与运输具有重要的经济价值.该文对20t专用液氧贮罐的热工性能进行了研究.在研究过程中主要做了以下几方面的工作.该文所进行的研究具有能用性,通过对其局部进行修改可以计算液氦、液氢、液氮等低温液体贮罐的性能曲线,用来预测整体性能及无损贮存时间,使用户可以根据自己的实际需要及时调整储罐的充满率和贮存时间,在保证安全的同时又保证有最佳的经济性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1低温容器的现状

1.2课题来源及项目简介

1.2.1课题来源

1.2.2贮罐的结构

1.2.3贮罐的技术特性和要求

1.2.4研究现状

1.3研究的内容与意义

1.3.1研究的内容

1.3.2项目的意义

第二章氧的热力学性质与参数

2.1氧的基本物理参数

2.2氧的基于温度的主要物理参数

2.3氧的主要热力学参数值的插值计算

第三章液氧罐无损贮藏自然增压规律

3.1自然增压过程的热力参数变化规律

3.1.1基本假设

3.1.2自然增压过程的质量衡算

3.1.3自然增压过程的能量衡算

3.2两类排放的判别

3.2.1排放标准

3.2.2排放判据公式的推导

3.2.3两类排放的判别

3.2.4无损贮藏自然增压过程中充装率的变化

3.3自然增压排放周期的确定

3.4影响无损贮藏自然增压过程的因素

3.4.1蒸发率对无损贮藏自然增压过程的影响

3.4.2初始充装率对无损贮藏自然增压过程的影响

3.4.3初始内压对无损贮藏自然增压过程的影响

第四章液氧罐排放作业的热力分析

4.1过程概述

4.2排放作业过程的热力参数变化规律

4.2.1基本假设

4.2.2排放过程氧质量消耗的分析

4.2.3排放过程的计算步骤

4.3罐体蓄热的影响

4.4排放作业的优化

4.5本章小结

第五章液氧罐热力计算系统

5.1系统开发环境

5.2计算模块

5.2.1坐标转换模块

5.2.2坐标轴绘制模块

5.2.3氧的物性参数查取模块

5.2.4清除图形模块

5.2.5保存图形模块

5.3液氧罐热力计算系统的计算流程

5.4计算实例

5.4.1无损贮存自然增压过程计算实例

5.4.2排放过程计算实例

5.4.3排放优化的计算

第六章液氧罐漏热的有限元分析

6.1概述

6.1.1残余气体分子的传热量

6.1.2绝热空间及管口的辐射传热量

6.1.3通过绝热体的综合漏热量

6.1.4机械构件的漏热

6.2 20t专用液氧贮罐漏热的有限元分析

6.2.1 ANSYS软件

6.2.2液氧贮罐的三维实体几何模型

6.2.3边界条件的处理—施加载荷

6.2.4求解

6.2.5液氧贮罐的漏热分析

6.3 20t专用液氧贮罐热应力分析

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

致谢