液氢无损储存系统的最新研究进展

氢的高效、安全储存和输运是氢能发展的主要瓶颈之一.针对液氢储存中存在的蒸发损失问题,介绍了液氢无损储存的概念,并从被动技术和主动技术两方面分类综述了液氢无损储存系统的研究现状.借鉴其它低温液体的无损储存方案,提出利用低温制冷机对大型液氢储槽内蒸发气体进行集中再冷凝的构想.     

火箭低温上面级流体管理技术研究进展

对比了国内外火箭低温上面级的主要技术特征,梳理了关键流体管理技术,对低温推进剂空间热防护技术、在轨气液分离技术、在轨排气技术开展了调研与进展分析。指出新型被动热防护技术应用于上面级可显著拓展上面级的适用范围。热防护技术与上面级结构优化、空间流体管理集成使用可显著降低低温推进剂蒸发损失。金属网幕表面张力式气液分离装置在实现低温推进剂,尤其是液氢全液获取领域具有显著优势。热力学排气系统可实现无夹液排气,但会增大蒸发损失,被动式热力学排气系统可节省推进剂消耗量。我国应重视液氢空间流体科学与管理技术,尽早开发基于液氢/液氧推进剂组合的上面级平台。     

仲氢转化制冷技术分析研究

在仲氢绝热转化制冷技术研究的基础上,建立了仲氢到正氢的连续转化过程数学物理模型,仿真计算分析了连续转化制冷量数据,并提出了仲氢转化制冷技术用于液氢高效储存的技术途径,分析了用于液氢储存时仲氢转化制冷过程中的温度和焓值变化趋势。结果表明,仲氢的连续转化的确可以产生很大的制冷量,可以设计成液氢储罐的冷屏,用于吸收环境对于储罐的漏热,从而可以减少液氢储存的蒸发损失。     

车载液氢杜瓦蒸发率理论与试验研究

为检测低温容器的热性能及车载液氢杜瓦试验系统的设计要求,进行了一系列液氮蒸发率试验.列出根据容器系统结构参数相关传热计算结果,包括试验系统分别贮存液氢和液氮各项漏热及理论蒸发率.对90%充满率条件下的实验结果与理论计算进行比较,通过理论计算结果与液氮蒸发率实验结果对液氢试验蒸发率作了预测.并对容器处于安全压力下自然和憋压两种状态下进行的各种充满率的液氮蒸发率实验结果,分析了系统中压力、充满率与蒸发率相互之间的关系.     

仲氢转化对液氢无损储存的影响研究

针对液氢无损储存(不放空)模型,将仲氢转化制冷技术与之相结合,建立转化过程的无损储存数学物理方程,进行仲氢转化制冷对液氢无损储存的影响分析,分析了储罐压力和初始充满率等因素的影响。结果表明,仲氢转化制冷技术对于延长液氢无损储存时间是有效的,延长率达到18%。     

小型液氢储罐无损储存影响规律研究北大核心CSCD

以K-site小型液氢储罐为研究对象,讨论了饱和均质模型和俄罗斯模型对小型液氢无损储存自增压过程压力演化预测的适用性,比较结果表明:与饱和均质模型相比,俄罗斯模型在实验工况下增压预测的平均偏差小于20%,在小型液氢储罐内压力增长预测上具备较好的准确性。基于俄罗斯模型分析了漏热、初始充满率和终止条件对维持时间的影响,计算结果表明:存在一个最佳初始充满率使储存时间最长,最佳充满率取值与漏热和终止条件无关;安全阀整定压力限制了储罐初始充满率的取值,最大初始充满率随整定压力的减小而增加。     

低温液体无损储存技术的发展与应用

根据低温液体储存的绝热历程介绍了无损储存的多种不同方案,并针对不同的方案阐述其应用领域,指出了中国无损储存的发展方向.着重介绍了美国NASA最近提出的ZBO储存的概念,即采用高可靠性的小型制冷机和高性能多层绝热系统实现零蒸发储存,将使得进入空间的费用大为降低.为中国航天事业的发展,有必要对这一关键技术进行预先研究.     

氢的比焓特性对液氢贮罐静态蒸发率测试的影响

介绍了中国现有静态蒸发率测试的标准和适用范围,并对液氢贮罐适用性问题进行了讨论。通过对液氢与液氧、液氮等低温流体热物理特性进行对比和分析,发现氢的比焓特性是制约液氢贮罐在标准适用时的关键影响因素。最后提出了一种可适用于液氢真空多层绝热贮罐的静态蒸发率测试和计算方法。     

氢动力车用液氢贮罐的发展现状及展望

综述了随车贮氢技术的发展过程和现状,比较了各种随车贮氢技术的特点,认为液氢贮氢具有重量轻、体积小、安全、加注时间短等突出优点,是氢动力车的首选贮氢方式。介绍了随车液氢贮罐以及液氢充装系统的技术特点,分析了我国目前液氢贮罐的制造能力、技术现状以及今后的发展方向。     

液氢无损储存技术小型试验结果及分析

搭建了液氢无损储存技术小型试验系统,对试验系统进行了实际运行。基于课题第一阶段研究所建立的关于试验系统的氢工质数学模型,参照实际运行条件进行了数值仿真并与实际运行结果进行了对比。仿真结果与实际运行结果在压力变化趋势方面是一致的,但在变化速率方面表现出较大的差异。系统运行结果显示,液氢可以在系统内实现长时间无放空储存,证实了液氢无损储存技术的可行性。     

基于仲氢转化的液氢储存过程分析

应用仲氢转化制冷技术,针对液氢无损储存过程,建立液氢储罐中仲氢转化的物理模型,进行液氢储存的流场温度场仿真,研究仲氢转化对液氢储存的影响。分析结果表明,储罐内的液氢经过仲氢转化器后,温度降低,密度增大,有助于罐内液氢自然对流循环的完成。     

液氢活塞泵的发展现状与关键技术分析

随着我国氢能产业中液氢民用相关国家标准的发布,国内氢液化、储存、运输和加注等液氢产业链条进入高速发展时期.在液氢储运和加注环节,液氢泵是提高能效、降低成本并适用于液氢产业市场化和大规模应用的关键核心设备.总结了液氢泵在液氢产业化发展中的优势,介绍了液氢泵的发展现状.对液氢活塞泵结构进行了分析,给出了液氢流量、液氢排出压...     

低温推进剂在轨压力控制方法及效能对比分析

针对液氢、液氧低温推进剂在轨贮存时长及排气量,建立了直接排气和热力排气数学模型。在0.13—0.14 MPa和0.2—0.3 MPa两种控压区间分析了40 W和100 W漏热环境下的贮箱排气量的对比分析,结果表明液氧易于实现长期无损贮存,而液氢在轨无损贮存时间相对较短,若要实现10天或更长时间的空间任务,有必要对液氢贮箱采用热力学排气技术进行压力控制,降低液氢蒸发量。对基于热力学排气技术的液氢在不同工况下的排气量进行了计算,根据液氢在轨任务时长的要求给出了合适的控压方式选择方向。     

弹药包装防护材料的研究现状及发展

弹药包装对弹药的安全储存和使用起着至关重要的作用。综述了弹药包装材料的研究现状，对现有弹药包装防护材料的使用和性能需求进行了分析，阐明了采用新技术的防护材料和电磁屏蔽材料是当前的需求方向和研究热点，并针对新材料技术进行了重点介绍，以期为我国弹药包装材料的发展提供借鉴和参考。     

热声系统高温段的漏热分析与防护结构的优化设计

对热声系统高温段的漏热进行理论分析,建立高温段真空防护结构的物理模型,并基于fluent中S2S模型,对模型进行了稳态数值模拟,得到了辐射散热量、导热量、外表面的热流量随加热温度的变化,以及辐射和导热占总漏热量的比值;在此基础上,对防护结构进行优化,提出防护结构2,对比分析了两种热防护结构的防漏热效果。结果表明,真空防护结构会有效的减少系统的漏热,增大系统的热声转换效率,且优化后的结构2较结构1更能有效的减少系统漏热。     

液氢自润滑动压轴承空化特性的数值研究

液氢的快速输运是氢能储运的重要方式,由于液氢自润滑高速轴承的动压效应导致轴承微小间隙中的近饱和液氢极易发生空化,成为影响高速液氢离心泵稳定性与可靠性的难点问题。基于均质两相流连续性方程,引入了修正后的Zwart空化模型,着重分析了液氢在自润滑轴承-转子间隙中流动、空化和空化过程中的热力学效应,对液氢人字槽动压高速轴承内的动压自润滑和热质传递特性进行了数值分析,发现液氢相变时的热力学效应可以有效抑制其空化的发生与发展,并进一步获得了不同工况下轴承承载特性的变化规律。     

气枕压力对液氢贮箱热分层的影响规律

采用CFD技术,对不同气枕压力下液氢贮箱内部物理场进行数值模拟,选择Boussinesq模型解决浮升力的影响.研究表明:气枕压力会对贮箱内部温度场与速度场产生重要影响.箱内流场随气枕压力的增大而明显减弱;气枕压力越大,贮箱顶部与底部区液氢温度越高,而压力对中部区液氢温度的影响随时间发生变化;在近壁区,热边界层厚度及温度分布受气枕压力影响较弱; 边界层速度最大值及出现位置均随气枕压力的升高而降低.     

液氢箱蒸气冷却屏/仲-正转化复合结构绝热性能预测

为探析蒸气冷却屏中仲-正转化释冷对于液氢贮箱绝热性能的提升效果，建立了设置仲-正绝热转化室的VD-MLI/VCS二维模型。对复合绝热结构的传热规律和绝热性能开展了多角度分析。研究发现：仲-正转化室布置在VCS管长50%处时绝热效能最佳，贮箱漏热为0.101 W·m^-2，相比不设置仲-正转化室减少了7.17%；绝热设计中，调整VCS位置能最多减少54.17%漏热损失，相比调整仲-正转化室位置效果更显著；沿冷蒸气流动方向，漏热量先升高、再降低，随后再次升高；增加仲-正转化室可提升VCS出口侧的绝热效果，使贮箱各处绝热性能更加均匀。该研究为液氢贮箱的复合绝热结构设计提供更加准确的理论依据和技术支撑。     

液化气体的贮存和运输

贮 存液氧和液氮技术的发展比最近廿年中发展起来的液氢和液氦技术早得多,因为液氢液氦的沸点较低,蒸发潜热较小,所以其工艺比较复杂。由于对液氢和液氦的需要量不断增长,就要求能有适用于各种液化气体的良好的贮运方法。表1表示了某些液化气体,其沸点较低,单位容积的蒸发热也较低的情况。也列出了在一个大气压下,把蒸汽从饱和温度加热到     

液氢温区下单温区双管道绝热支撑的热-结构耦合研究分析

以液氢温区下的单温区低温双管道为研究对象,对其进行了热流分析,建立了数学模型及几何模型,采用有限元方法进行了热-结构耦合分析求解,分析了不同壁厚下漏热、应力及形变的变化规律,和不同隔热孔径下的漏热、应力及形变的变化规律.研究结果表明:壁厚减小,漏热值减少,绝热支撑总体应力增加,支撑形变增大;相同壁厚下,隔热孔孔径增大,...