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液氢储罐真空多层绝热结构的连续变密度优化及性能分析
1
作者
李科
谢昊琳
+1 位作者
冯莉
文键
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第3期57-66,共10页
为实现液氢储罐中真空多层绝热结构更优异的绝热性能,在以往三密度区或四密度区的基础上,提出了一种绝热结构逐层连续变密度优化方法,对其辐射屏层间距布置进行优化。确定了耦合蒸气冷却屏(VCS)和VCS内引入仲正转化后的最优层间距布置,...
为实现液氢储罐中真空多层绝热结构更优异的绝热性能,在以往三密度区或四密度区的基础上,提出了一种绝热结构逐层连续变密度优化方法,对其辐射屏层间距布置进行优化。确定了耦合蒸气冷却屏(VCS)和VCS内引入仲正转化后的最优层间距布置,分析了连续变密度优化对温度和热流密度分布的影响,并与采用分段变密度方法的结果进行了对比。结果表明:在绝热结构总厚度一定的情况下,优化后冷边界附近的屏间距显著增加,从而降低了冷边界附近的固体导热和热边界附近的辐射换热。对于仅耦合VCS的绝热结构,当VCS设置在第3层辐射屏时,优化效果最显著,最小热流密度从0.2492 W·m^(-2)降至0.2088 W·m^(-2),降幅达16.2%;优化后VCS最佳安装位置从第18层调整至第14层,相对位置从0.51移至0.56。当VCS内引入仲正转化时,VCS在第2层辐射屏时优化效果最为显著,热流密度较优化前降低了22.0%。研究了连续变密度优化方法对绝热性能的影响规律,为多层绝热结构的变密度优化设计提供支撑。
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关键词
绝热性能
多层绝热结构
蒸气冷却屏
仲正转化
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职称材料
题名
液氢储罐真空多层绝热结构的连续变密度优化及性能分析
1
作者
李科
谢昊琳
冯莉
文键
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
中国石油天然气集团公司长庆油田分公司清洁电力开发项目部
出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第3期57-66,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(22308273)。
文摘
为实现液氢储罐中真空多层绝热结构更优异的绝热性能,在以往三密度区或四密度区的基础上,提出了一种绝热结构逐层连续变密度优化方法,对其辐射屏层间距布置进行优化。确定了耦合蒸气冷却屏(VCS)和VCS内引入仲正转化后的最优层间距布置,分析了连续变密度优化对温度和热流密度分布的影响,并与采用分段变密度方法的结果进行了对比。结果表明:在绝热结构总厚度一定的情况下,优化后冷边界附近的屏间距显著增加,从而降低了冷边界附近的固体导热和热边界附近的辐射换热。对于仅耦合VCS的绝热结构,当VCS设置在第3层辐射屏时,优化效果最显著,最小热流密度从0.2492 W·m^(-2)降至0.2088 W·m^(-2),降幅达16.2%;优化后VCS最佳安装位置从第18层调整至第14层,相对位置从0.51移至0.56。当VCS内引入仲正转化时,VCS在第2层辐射屏时优化效果最为显著,热流密度较优化前降低了22.0%。研究了连续变密度优化方法对绝热性能的影响规律,为多层绝热结构的变密度优化设计提供支撑。
关键词
绝热性能
多层绝热结构
蒸气冷却屏
仲正转化
Keywords
insulation performance
multi-layer insulation
vapor cooled shield
para-ortho conversion
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
液氢储罐真空多层绝热结构的连续变密度优化及性能分析
李科
谢昊琳
冯莉
文键
《西安交通大学学报》
北大核心
2025
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