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關于液氮罐多層結(jié)構(gòu)的絕熱分析
時間:2018-12-26 11:15來源: 作者:13718238054 點擊:
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為了杜絕熱溫通過輻射傳入液氮罐內(nèi)，罐子的外殼設計成兩層，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溫度的4次方(T4)成正比，兩個物體間通過的凈換熱量與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，我們只要把反射屏的層數(shù)n逐漸加大，Q值將逐漸減少。但是在實際設計液氮罐時，一要追求罐子的絕熱性能，二要考慮體積小、重量輕等技術指標，這樣一來，不可能把夾層的空間設計得無限大。
如果在一定的空間下，大量增加多層的層數(shù)，將會使多層結(jié)構(gòu)的堆積密度和壓縮負荷增大。應該指出的是，公式中n個反射屏是理想的，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，這些對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，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
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，我們只要把反射屏的層數(shù)n逐漸加大，Q值將逐漸減少。但是在實際設計液氮罐時，一要追求罐子的絕熱性能，二要考慮體積小、重量輕等技術指標，這樣一來，不可能把夾層的空間設計得無限大。
如果在一定的空間下，大量增加多層的層數(shù)，將會使多層結(jié)構(gòu)的堆積密度和壓縮負荷增大。應該指出的是，公式中n個反射屏是理想的，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，這些對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，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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