低溫儲(chǔ)罐保溫能力和承載能力的研究.pdf

1、由于承壓能力強(qiáng)，保溫性能突出，低溫液化氣體儲(chǔ)罐(簡(jiǎn)稱低溫儲(chǔ)罐)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。與普通儲(chǔ)存設(shè)備相比，低溫儲(chǔ)罐是帶壓儲(chǔ)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(shí)在低溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中既要滿足強(qiáng)度要求又要保證低溫儲(chǔ)罐具有良好的保溫性能。
　　本論文在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元法對(duì)某低溫儲(chǔ)罐的傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)進(jìn)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(chǔ)罐的傳熱計(jì)算方法，為高真空多層保

2、溫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考。同時(shí)應(yīng)用應(yīng)力分類法對(duì)低溫儲(chǔ)罐進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并對(duì)低溫儲(chǔ)罐的外容器進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行以下幾方面研究：
　　(1)使用ANSYS Workbench軟件建立了低溫儲(chǔ)罐FVl．2000．008／1 6的穩(wěn)態(tài)傳熱模型，進(jìn)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(yàn)測(cè)量結(jié)果僅相差1．2％，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性。
　　(2)利用數(shù)值模擬方法對(duì)影響高真空多層絕熱性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行

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

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