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關(guān)于液氮罐多層結(jié)構(gòu)的絕熱分析

時(shí)間:2018-12-26 11:15來(lái)源: 作者:13718238054 點(diǎn)擊:
為了杜絕熱溫通過(guò)輻射傳入液氮罐內(nèi),罐子的外殼設(shè)計(jì)成兩層,兩層之間除抽掉空氣外,并放置了若干層光亮的反射輻射熱的反射屏,熱力學(xué)的研究表明,理想的輻射體向外發(fā)射能量的速率與接受物體的絕對(duì)溫度的4次方(T4)成正比,兩個(gè)物體間通過(guò)的凈換熱量與T4之差成正比。杜瓦罐

所以:Q=δA(T41-T42)式中:Q為外殼傳熱量;δ為斯蒂芬-玻爾茨曼常數(shù);A為接受輻射物體的面積;T1為輻射體的溫度;T2為接受輻射體的溫度。

1951年彼得遜發(fā)現(xiàn),如果在高真空空間裝置n個(gè)具有反射率的屏,可以把輻射熱流減至1n+1,所以:Q=δAn+1(T41-T42)

由此可見(jiàn),我們只要把反射屏的層數(shù)n逐漸加大,Q值將逐漸減少。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)液氮罐時(shí),一要追求罐子的絕熱性能,二要考慮體積小、重量輕等技術(shù)指標(biāo),這樣一來(lái),不可能把夾層的空間設(shè)計(jì)得無(wú)限大。

如果在一定的空間下,大量增加多層的層數(shù),將會(huì)使多層結(jié)構(gòu)的堆積密度和壓縮負(fù)荷增大。應(yīng)該指出的是,公式中n個(gè)反射屏是理想的,它們互相平行而不接觸,然而客觀情況并不如此,在一只包扎數(shù)十層的罐子上,要保證多層結(jié)構(gòu)最終是理想狀態(tài)是不可能的。往往由于工藝上選擇不好,或者是多層材料塑性特別好,造成多層間的大面積接觸,這就增加了層間的熱傳導(dǎo),這些對(duì)容器的絕熱性能都很不利。

為此,探索合理的多層層數(shù)是至關(guān)重要的。最佳的多層層數(shù),一方面有利于液氮罐的絕熱性能的穩(wěn)定和提高,另一方面避免了多層材料的浪費(fèi),因此,研究多層絕熱結(jié)構(gòu)必須注重研究多層材料和多層的結(jié)構(gòu)形式。杜瓦罐
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