真空失效下低温容器压升率研究
发布时间：2021-11-22 15:56
撞击、管路泄漏等因素可能会造成潜水器用低温容器夹层真空度降低,甚至完全失效,使其漏热量骤增,导致内罐压力快速升高,对船体和人员的安全造成严重威胁。由于潜水器作业环境及任务的特殊性,一旦发生低温容器夹层真空失效事故,潜水器需在允许上浮地点应急上浮至可排放深度或水面以排放低温容器内气体,降低内罐压力,但在寻找允许上浮地点和应急上浮过程中压力会持续升高。能否成功处理潜水器用低温容器夹层真空失效这一事故,内罐压升率是非常关键的影响因素。以往针对高真空多层绝热低温容器压升率研究的焦点多集中在夹层真空完好或完全失效工况下,研究对象多用于航天领域和民用领域,针对潜水器用低温容器在不同程度夹层真空失效下的内罐压力升高规律及其对潜水器的影响鲜有研究。基于此,本文通过理论分析、仿真模拟与实验研究相结合的方法对不同程度夹层真空失效、不同初始充满率下低温容器压力升高规律及其对潜水器的影响进行了研究,主要开展了以下研究工作:（1）建立了高真空多层绝热低温容器夹层真空度与通过内罐壁面热流密度的理论模型。利用该模型计算了不同夹层真空度下通过内罐壁面的热流密度和不同漏热途径占多层绝热体总漏热量的比例。通过内罐壁面的平...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高真空多层绝热低温储罐结构示意图
真空失效下低温容器压升率研究4对舱室环境二次污染或耗能较高等问题。表1.3中供氧方式性能各异，适用于不同的潜水器。如通气管换气供氧适用于近海活动的常规潜艇，氧气瓶供氧适用于小型潜水器，而耗能较高的电解水供氧常用于核动力潜艇。随着反潜技术的迅速发展，通气管换气等供氧方式已不利于潜艇在水下隐蔽航行。为提高潜艇隐蔽性，延长其水下航行时间，自20世纪60年代以来，各国海军开始重视不依赖空气推进系统AIP(AirIndependentPropulsion)潜艇的研发[9,10]。不论是柴油机（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系统还是燃料电池（Fuelcell,FC）AIP系统，液氧低温容器都是AIP系统的核心设备，为潜艇的动力设备和艇员供给氧气，如图1.2、图1.3和图1.4所示。液氧低温容器供氧技术成熟，产氧速度较快、可控，产氧效率高，较氧气瓶供氧具有体积孝装置内部压力低等特点。图1.2U-212A级潜艇中液氧低温容器布置图1.3柴油机AIP系统供氧装置2.液氮低温容器潜水器需要大量氮气用于弹药保护、食材保鲜、医疗和消防灭火等，出于和储存氧同样的考虑，潜水器用氮也以液态储存于低温容器中。由于潜水器内部空间狭小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能会造成人员伤亡和财产损失。导致核潜艇沉没的原因中火灾位居首位，约占38%[11,12]，由此可见，潜水器中消防至关重要。由于潜水器中精密电器仪表众多，用水和泡沫灭火会损坏这些电器仪表，加之潜水器为空间较小的密闭空间，也不宜使用二氧化碳灭火。氮气干净无污染，灭火效率高，价格低廉，适用于潜水器中灭火[13]。液柴油机液氧低温容器升压器液氧低温容器吸收器控制阀蒸发器混合室柴油机
真空失效下低温容器压升率研究4对舱室环境二次污染或耗能较高等问题。表1.3中供氧方式性能各异，适用于不同的潜水器。如通气管换气供氧适用于近海活动的常规潜艇，氧气瓶供氧适用于小型潜水器，而耗能较高的电解水供氧常用于核动力潜艇。随着反潜技术的迅速发展，通气管换气等供氧方式已不利于潜艇在水下隐蔽航行。为提高潜艇隐蔽性，延长其水下航行时间，自20世纪60年代以来，各国海军开始重视不依赖空气推进系统AIP(AirIndependentPropulsion)潜艇的研发[9,10]。不论是柴油机（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系统还是燃料电池（Fuelcell,FC）AIP系统，液氧低温容器都是AIP系统的核心设备，为潜艇的动力设备和艇员供给氧气，如图1.2、图1.3和图1.4所示。液氧低温容器供氧技术成熟，产氧速度较快、可控，产氧效率高，较氧气瓶供氧具有体积孝装置内部压力低等特点。图1.2U-212A级潜艇中液氧低温容器布置图1.3柴油机AIP系统供氧装置2.液氮低温容器潜水器需要大量氮气用于弹药保护、食材保鲜、医疗和消防灭火等，出于和储存氧同样的考虑，潜水器用氮也以液态储存于低温容器中。由于潜水器内部空间狭小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能会造成人员伤亡和财产损失。导致核潜艇沉没的原因中火灾位居首位，约占38%[11,12]，由此可见，潜水器中消防至关重要。由于潜水器中精密电器仪表众多，用水和泡沫灭火会损坏这些电器仪表，加之潜水器为空间较小的密闭空间，也不宜使用二氧化碳灭火。氮气干净无污染，灭火效率高，价格低廉，适用于潜水器中灭火[13]。液柴油机液氧低温容器升压器液氧低温容器吸收器控制阀蒸发器混合室柴油机
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温容器夹层真空度对内罐压升率的影响研究[J]. 付启亮,陈叔平,金树峰,李文奇,白彪坤,赵高逸,孟岳,杨雯,朱鸣. 低温与超导. 2020(03)
[2]低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术研究[J]. 李军,程波. 中国设备工程. 2019(14)
[3]车用LNG气瓶振动试验典型失效模式[J]. 古海波,刘岩,宋薛思,戴行涛,金鑫. 低温与特气. 2018(05)
[4]液氢缩比贮箱蒸发特性数值模拟及实验验证[J]. 王舜浩,朱文俐,胡正根,周芮,余柳,王彬,张小斌. 化工学报. 2019(03)
[5]浅析移动式LNG真空绝热罐体安全泄放量的计算[J]. 蒋平安,海航,周小翔,陈来生. 广州化工. 2018(16)
[6]低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术研究[J]. 刘小胡. 化工管理. 2018(21)
[7]国外潜艇AIP技术发展现状与趋势分析[J]. 胡静,孙俊忠,周智勇,郝海静. 舰船电子工程. 2018(03)
[8]液化天然气汽车罐车突发真空失效原因分析[J]. 于海东,肖学文. 专用汽车. 2017(10)
[9]第四艘“托达罗”级U212A潜艇交付意大利海军[J]. 船电技术. 2017(08)
[10]液化天然气槽车真空失效研究[J]. 汪友,张晓娜,李晖,李少杰,汪宇,张国策,张泽. 电子显微学报. 2016(05)
博士论文
[1]高真空多层绝热低温容器完全真空丧失实验及传热机理研究[D]. 谢高峰.上海交通大学 2011
[2]潜艇应急上浮操纵运动分析与控制技术研究[D]. 戴余良.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]海水淡化柱塞式高压泵与能量回收一体机数值模拟与试验研究[D]. 柳祝勋.江苏大学 2019
[2]低温液体无损储存系统蒸发相变过程仿真与实验研究[D]. 赵一力.兰州理工大学 2019
[3]混合澄清槽中液—液两相流的计算流体力学研究[D]. 倪志南.华东理工大学 2018
[4]贮箱内低温推进剂在轨受热蒸发模拟分析[D]. 龚志明.哈尔滨工程大学 2015
[5]基于高真空VD-MLI技术的低温容器传热及结构分析[D]. 任金平.兰州理工大学 2015
本文编号：3512018
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高真空多层绝热低温储罐结构示意图
真空失效下低温容器压升率研究4对舱室环境二次污染或耗能较高等问题。表1.3中供氧方式性能各异，适用于不同的潜水器。如通气管换气供氧适用于近海活动的常规潜艇，氧气瓶供氧适用于小型潜水器，而耗能较高的电解水供氧常用于核动力潜艇。随着反潜技术的迅速发展，通气管换气等供氧方式已不利于潜艇在水下隐蔽航行。为提高潜艇隐蔽性，延长其水下航行时间，自20世纪60年代以来，各国海军开始重视不依赖空气推进系统AIP(AirIndependentPropulsion)潜艇的研发[9,10]。不论是柴油机（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系统还是燃料电池（Fuelcell,FC）AIP系统，液氧低温容器都是AIP系统的核心设备，为潜艇的动力设备和艇员供给氧气，如图1.2、图1.3和图1.4所示。液氧低温容器供氧技术成熟，产氧速度较快、可控，产氧效率高，较氧气瓶供氧具有体积孝装置内部压力低等特点。图1.2U-212A级潜艇中液氧低温容器布置图1.3柴油机AIP系统供氧装置2.液氮低温容器潜水器需要大量氮气用于弹药保护、食材保鲜、医疗和消防灭火等，出于和储存氧同样的考虑，潜水器用氮也以液态储存于低温容器中。由于潜水器内部空间狭小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能会造成人员伤亡和财产损失。导致核潜艇沉没的原因中火灾位居首位，约占38%[11,12]，由此可见，潜水器中消防至关重要。由于潜水器中精密电器仪表众多，用水和泡沫灭火会损坏这些电器仪表，加之潜水器为空间较小的密闭空间，也不宜使用二氧化碳灭火。氮气干净无污染，灭火效率高，价格低廉，适用于潜水器中灭火[13]。液柴油机液氧低温容器升压器液氧低温容器吸收器控制阀蒸发器混合室柴油机
真空失效下低温容器压升率研究4对舱室环境二次污染或耗能较高等问题。表1.3中供氧方式性能各异，适用于不同的潜水器。如通气管换气供氧适用于近海活动的常规潜艇，氧气瓶供氧适用于小型潜水器，而耗能较高的电解水供氧常用于核动力潜艇。随着反潜技术的迅速发展，通气管换气等供氧方式已不利于潜艇在水下隐蔽航行。为提高潜艇隐蔽性，延长其水下航行时间，自20世纪60年代以来，各国海军开始重视不依赖空气推进系统AIP(AirIndependentPropulsion)潜艇的研发[9,10]。不论是柴油机（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系统还是燃料电池（Fuelcell,FC）AIP系统，液氧低温容器都是AIP系统的核心设备，为潜艇的动力设备和艇员供给氧气，如图1.2、图1.3和图1.4所示。液氧低温容器供氧技术成熟，产氧速度较快、可控，产氧效率高，较氧气瓶供氧具有体积孝装置内部压力低等特点。图1.2U-212A级潜艇中液氧低温容器布置图1.3柴油机AIP系统供氧装置2.液氮低温容器潜水器需要大量氮气用于弹药保护、食材保鲜、医疗和消防灭火等，出于和储存氧同样的考虑，潜水器用氮也以液态储存于低温容器中。由于潜水器内部空间狭小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能会造成人员伤亡和财产损失。导致核潜艇沉没的原因中火灾位居首位，约占38%[11,12]，由此可见，潜水器中消防至关重要。由于潜水器中精密电器仪表众多，用水和泡沫灭火会损坏这些电器仪表，加之潜水器为空间较小的密闭空间，也不宜使用二氧化碳灭火。氮气干净无污染，灭火效率高，价格低廉，适用于潜水器中灭火[13]。液柴油机液氧低温容器升压器液氧低温容器吸收器控制阀蒸发器混合室柴油机
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温容器夹层真空度对内罐压升率的影响研究[J]. 付启亮,陈叔平,金树峰,李文奇,白彪坤,赵高逸,孟岳,杨雯,朱鸣. 低温与超导. 2020(03)
[2]低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术研究[J]. 李军,程波. 中国设备工程. 2019(14)
[3]车用LNG气瓶振动试验典型失效模式[J]. 古海波,刘岩,宋薛思,戴行涛,金鑫. 低温与特气. 2018(05)
[4]液氢缩比贮箱蒸发特性数值模拟及实验验证[J]. 王舜浩,朱文俐,胡正根,周芮,余柳,王彬,张小斌. 化工学报. 2019(03)
[5]浅析移动式LNG真空绝热罐体安全泄放量的计算[J]. 蒋平安,海航,周小翔,陈来生. 广州化工. 2018(16)
[6]低温绝热压力容器失效因素与检验评定技术研究[J]. 刘小胡. 化工管理. 2018(21)
[7]国外潜艇AIP技术发展现状与趋势分析[J]. 胡静,孙俊忠,周智勇,郝海静. 舰船电子工程. 2018(03)
[8]液化天然气汽车罐车突发真空失效原因分析[J]. 于海东,肖学文. 专用汽车. 2017(10)
[9]第四艘“托达罗”级U212A潜艇交付意大利海军[J]. 船电技术. 2017(08)
[10]液化天然气槽车真空失效研究[J]. 汪友,张晓娜,李晖,李少杰,汪宇,张国策,张泽. 电子显微学报. 2016(05)
博士论文
[1]高真空多层绝热低温容器完全真空丧失实验及传热机理研究[D]. 谢高峰.上海交通大学 2011
[2]潜艇应急上浮操纵运动分析与控制技术研究[D]. 戴余良.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]海水淡化柱塞式高压泵与能量回收一体机数值模拟与试验研究[D]. 柳祝勋.江苏大学 2019
[2]低温液体无损储存系统蒸发相变过程仿真与实验研究[D]. 赵一力.兰州理工大学 2019
[3]混合澄清槽中液—液两相流的计算流体力学研究[D]. 倪志南.华东理工大学 2018
[4]贮箱内低温推进剂在轨受热蒸发模拟分析[D]. 龚志明.哈尔滨工程大学 2015
[5]基于高真空VD-MLI技术的低温容器传热及结构分析[D]. 任金平.兰州理工大学 2015
本文编号：3512018
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