低溫貯箱新型組合絕熱(SOFI-VD-MLI)傳熱特性研究.pdf

1、熱防護技術作為低溫貯箱必備技術，特別是航空航天領域高效熱防護技術使用，將大大降低低溫貯箱漏熱，減少低溫推進劑蒸發(fā)損失，實現(xiàn)低溫推進劑零蒸發(fā)存儲。新型組合絕熱（SOFI/VD-MLI）作為一種低溫貯箱高效熱防護技術，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，在將飛行器地面停放、發(fā)射上升、在軌運行階段低溫貯箱漏熱量降到最低的同時，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為研究對象，對其進行傳熱機理分析、傳熱計算模型建立、傳熱計算及結(jié)果分析、溫度場數(shù)值模擬等研究。首先，對地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI進行了傳熱機理分析。地面階段SOFI/VD-MLI考慮SOFI導熱以及VD-MLI中相鄰輻射層之間輻射換熱、相鄰輻射層之間氣體導熱、相鄰輻射層之間間隔材料固體導熱；空間階段SOFI/VD-MLI考慮SOFI導熱以及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熱、相

3、鄰輻射層之間間隔材料固體導熱，兩種工況均忽略間隔材料及層間氣體對輻射換熱影響。隨后，基于地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱過程，建立了地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱計算模型。其次，在建立的地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI傳熱計算模型基礎上，對SOFI/VD-MLI進行了傳熱計算。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題，同時又能在空間階段發(fā)揮良好的絕熱作用。最后，對地面階段、空間階段SOFI/VD-MLI溫度場進行了數(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