大型拱顶贮罐的优化设计

机械行业兴起要求现场施工能力进行优化和提升，设计人员在设计时往往容易忽略现场安装的工艺要求而增加设备成本。大型拱顶贮罐与一般工厂制造的压力容器存在很大差异，不仅需要考虑强度，刚度，安全性还得考虑贮罐自带阀门的可操作性和现场安装的可行性。本文介绍了如何利用计算机程序来对大型贮罐设计进行优化提升，如何确定工程的最佳尺寸，概述了大型贮罐技术目前发展的实际情况，分析了大型贮罐在罐底设计、罐壁设计、安全设计等设计过程中遇到的问题，提出了一些优化措施，本文对大型贮罐优化设计经验进行了总结和整理，希望对推动贮罐安装与优化水平的提高有所帮助。     

小流量高扬程液氢泵水力优化和抗空化的结构设计

针对液氢在低温系统或低温储罐中输送的应用需求，依靠泵设计经验参数取值而设计的小流量高扬程液氢泵，相似定律转换为模型泵，试验测试其外特性得到：在额定工况下，与理论扬程相比，泵内存在6 m水力损失，同时，液氢总是处于近饱和状态，特别当泵前低温流体的进口压力降低或波动时，离心式液氢泵极易发生空化，造成扬程下降。以提高液氢泵的抗空化特性和提高泵水力效率为目标，建立小流量高扬程液氢泵的多目标优化设计方法，依据小流量高扬程液氢泵模型泵的外特性测试结果，对泵头的几何结构参数进行优化设计，结果表明：叶轮入口直径增大1.5 mm、直角的叶片进、出口安放角减小为60°、叶轮出口直径减小0.5 mm、叶片进口宽度减小0.1 mm,叶片出口宽度减小0.3 mm,减小流体出口间隙，有利于泵减小水力损失，提高泵效率，并改善泵的空化性能。本研究采用的计算方法为小流量高扬程液氢泵高效水力模型的优化设计提供参考，研究结果为小流量高扬程液氢泵的结构优化和获得工作特性的实验研究提供理论依据。     

浅谈液氢储运压力容器的研制

目前,液氢储运压力容器的应用也越来越广泛,但是相应的设计、制造、使用标准不完善甚至是没有,导致产品的开发研究中面临着诸多问题,对其应用产生了不良的影响。本文中在考虑液氢超低温和易燃易爆的介质特性的基础上,展开论述了液氢储运压力容器在制造、试验等阶段的关键技术,着重讨论了选材、结构设计、制造工艺中的成形、焊接等,可为液氢储罐的研制提供较大的参考价值。     

一种深低温电磁阀试验系统设计与仿真

为实现某低温运载火箭三子级冷氦增压系统液氢温区阀门性能考核,采用AMESim建立系统仿真模型,仿真分析被测冷氦增压电磁阀不同工作模式,得出两台200W@20K斯特林制冷机、两台70 L高压低温换热贮罐、按照箭上落压、等间隔开启/关闭工作模式的设计方案,以最小贮箱容积和最短换热时间实现冷氦电磁阀液氢温区性能试验.     

液氢温区冷氦增压试验系统的设计

针对液体火箭冷氦增压系统试验研究的不足,设计并建设了液氢温区冷氦增压试验系统,采用深低温制冷机组配合高压低温换热贮罐来实现液氢温区高压冷氦气源;使用管壳式加热器真实模拟箭上换热器的换热性能与流阻;提出以排气方式模拟贮箱推进剂消耗过程中压力的变化情况。该试验系统安全可靠,更加真实地模拟了液体火箭冷氦增压系统的工作过程。     

储气库放空系统影响因素分析(英文)

本文介绍了储气库放空系统工况,运用PHAST软件对放空速率大于4×104m3/h的天然气扩散过程进行了定量模拟,研究了放空速率、大气稳定度和风速对天然气扩散范围、闪火、爆炸和喷射火的影响。研究表明:放空速率越大,可燃气体爆炸范围越大;大气稳定度越高,天然气扩散越慢;风速越小,天然气扩散越慢;天然气扩散越慢,危险区域越大;同时,风速对闪火和辐射强度也有一定的影响。因此,在放空时应限制放空速率,同时要考虑环境因素对扩散的影响,以确保气库安全。     

长输管线阀门排污与放空的分析及研究

介绍了长输管线的排污与放空在管线工程中的作用和实际应用效果,分析了管线阀门排污与放空在实际工程中的必要性及排污与放空对活塞效应阀座的影响,提出了管线阀门活塞效应阀座的设计必须与排污、放空有效结合,管线阀门才能实现双截断与泄放的功能。     

液化石油气贮罐表面裂纹分析及处理

结合壳体材料为16MnR的液化石油气贮罐检测实例,分析了贮罐在焊缝热影响区处产生表面裂纹的原因,并对表面裂纹打磨消除后所形成的凹坑缺陷进行了处理。     

超临界CO2放空特性分析与装置设计

基于超临界CO_2放空理论分析和试验验证,研究了放空管道内介质压力和温度、泄放区域温度变化规律,结果表明:在超临界CO_2放空过程中,放空管道内的压力在阀门开启后快速上升,上升幅度则随着与放空口距离变小而降低;同时放空管上所有测点温度开始下降,越接近放空口则温降更明显。放空区域内温度在放空开始后急剧下降,达到最低温度后开始逐渐上升;距离放空口越近,温度值降低越低。基于研究结果,提供了合理的超临界CO_2放空装置设计方案,为放空装置设计的工艺、材质和结构选择等提供依据。     

芳纶纤维改性聚四氟乙烯复合保持架材料性能研究

制备了芳纶纤维改性聚四氟乙烯复合保持架材料,研究了不同PPTA含量对复合材料硬度、拉伸及摩擦性能的影响。通过对材料摩擦磨损机理分析认为,PPTA质量分数为15%时,复合材料网状结构最稳定可靠,对比了该配方复合材料常温、液氮、液氢下的力学性能。结果表明:与常温相比,液氮和液氢温度下复合保持架材料拉伸强度和弹性模量有所增加,冲击强度有所下降,断裂伸长率显著下降。     

方形固支平膜片弹性特性分析及优化设计

针对方形平膜片在传统设计中存在的计算繁琐、效率低下和精度不高等缺陷,应用大型有限元分析软件ANSYS12.0建立了方形平膜片有限元模型,研究了主要结构参数和载荷对弹性特性的影响规律.同时通过对方形平膜片的优化设计优化设计参数进行了分析,并利用软件ANSYS12.0的优化设计模块对方形平膜片的主要参数进行了优化设计,分析...     

大型液氯贮罐液位计的改造

1 前言液氯是重要的化工原料,也是一种剧毒介质。我厂现有4台50m~3液氯贮罐,是全国储存液氯量最大的单位。从8年多的生产实践经验来看,液氯贮罐最大的安全隐患就是4套就地观察的玻璃板式液面计。这种液面计每套由20     

贮氢金属的研制动向

利用自然界中的水制取氢。可以不受资源的限制。氢是一种清洁的能源,可以储存、输送,人类使用氢能不会破坏自然循环。因此,利用氢作为代替燃料的新能源具有很大的经济意义。据日本科学技术厅最近的预测,到2001年将能够实现氢能的生产。但是,随着氢的生产、使用规模扩大化和供给方式的改变,氢的储存、输送技术就会成为一个重要的课题。储存、输送氢的方法有两种:一种方法是把氢作为气体或液体用高压氢气瓶进行储存、输送;另一种是把氢作为金属氢化物进行储存、输送。在这两种方法中,特别令人注目的是把氢作为金属氢化物——即把氢固体化的方法。使用这种方法储存的氢的密度与液氢的密度差不多,甚至超过液氢的密度,从而可以大大缩小储氢容器的体积,提高储氢效率。把氢以固     

基于有限单元法的方形固支平膜片优化设计

针对方形平膜片在传统设计中存在的计算繁琐、效率低下和精度不高等缺陷,应用大型有限元分析软件ANSYS12.0建立了方形平膜片有限元模型,研究了主要结构参数和载荷对弹性特性的影响规律.同时对方形平膜片的优化设计参数进行了分析,并利用软件ANSYS 12.0的优化设计模块对方形平膜片的主要参数进行了优化设计,分析表明优化后...     

液氢用低温三偏心蝶阀的反向密封性能分析

针对液氢用低温三偏心蝶阀较难现实反向密封的问题,对三偏心蝶阀在实现反向密封过程中出现的泄漏问题进行分析,探讨了三偏心蝶阀密封的影响因素,研究了三偏心蝶阀反向密封时蝶板的变形。结果表明：在流体反向流动时,解决蝶阀密封副的密封比压,是解决液氢用低温蝶阀反向密封的关键;三偏心蝶阀密封副的密封比压与其过盈配合设计相关;三偏心蝶阀密封圈的密封面边线是形成接触密封的关键位置,将过渡区的面密封改为线密封,有利于降低三偏心蝶阀在关闭时密封圈对阀座的磨损程度,为确保蝶阀形成有效的反向密封,蝶阀关闭时须在密封面上形成连续的密封比压;通过对蝶板和阀座结构采取加大密封部件的刚度和提高密封副的结合程度等优化设计措施,可实现三偏心蝶阀的反向承压密封的功能。选取Class150 NPS42三偏心蝶阀,使用氦气测试其在液氮（-196℃）环境下的反向密封性能,通过试验验证,低温蝶阀在设计压差内的泄漏量不能超过4 L/min,满足并优于标准允许的泄漏值,研究结果可为液氢用低温三偏心蝶阀的设计提供参考依据。     

液氢用低温三偏心蝶阀的反向密封性能分析北大核心CSCD

针对液氢用低温三偏心蝶阀较难现实反向密封的问题,对三偏心蝶阀在实现反向密封过程中出现的泄漏问题进行分析,探讨了三偏心蝶阀密封的影响因素,研究了三偏心蝶阀反向密封时蝶板的变形。结果表明:在流体反向流动时,解决蝶阀密封副的密封比压,是解决液氢用低温蝶阀反向密封的关键;三偏心蝶阀密封副的密封比压与其过盈配合设计相关;三偏心蝶阀密封圈的密封面边线是形成接触密封的关键位置,将过渡区的面密封改为线密封,有利于降低三偏心蝶阀在关闭时密封圈对阀座的磨损程度,为确保蝶阀形成有效的反向密封,蝶阀关闭时须在密封面上形成连续的密封比压;通过对蝶板和阀座结构采取加大密封部件的刚度和提高密封副的结合程度等优化设计措施,可实现三偏心蝶阀的反向承压密封的功能。选取Class150 NPS42三偏心蝶阀,使用氦气测试其在液氮(-196℃)环境下的反向密封性能,通过试验验证,低温蝶阀在设计压差内的泄漏量不能超过4 L/min,满足并优于标准允许的泄漏值,研究结果可为液氢用低温三偏心蝶阀的设计提供参考依据。     

纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料性能研究

制备了纳米Al_2O_3改性PTFE复合保持架材料,研究了不同纳米Al_2O_3含量对复合材料硬度、压缩强度、拉伸强度及摩擦性能的影响。通过对复合保持架材料摩擦磨损机理分析认为,纳米Al_2O_3质量分数为5%时,复合保持架材料结构最稳定,对比了该配方复合材料常温、液氮、液氢下力学性能。结果表明:与常温相比,液氮和液氢温度下复合保持架材料的拉伸强度和弹性模量有所增加,冲击强度有所下降,断裂伸长率显著下降,呈典型脆性材料特性。     

扁平绕带式高压液氢容器的设计分析

高压液氢容器主要应用于航空航天领域，对扁平绕带式高压液氢容器的设计和制造进行了分析。该种液氢容器避免了厚环焊缝，具有优良的防脆断性能，制造工艺简单，是一种良好的低温容器结构形式。     

液氢储罐的静置升压规律

为了掌握液氢在储罐中密闭静置升压的特性，开展了理论和试验研究。使用一台容积为4.0 m³液氢储罐，先后开展了液氮、液氢的蒸发率测试和升压试验；基于静态蒸发率测试值，根据饱和均质模型和俄罗斯模型分别计算了液氮、液氢的升压时长。与试验结果相比，根据饱和均质模型计算的液氮、液氢升压时长偏差较大，而根据俄罗斯模型计算的液氮、液氢升压时长偏差较小(分别为+7.5%和-5.4%)。进一步地，基于俄罗斯模型，计算了从0.10 MPaA到1.0 MPaA的液氢升压曲线，结果表明升压时长和储罐压力呈明显的线性关系(R²=0.999 6),这为今后开展更长周期的液氢储罐升压试验提供了基础。     

液氢加注系统用阀门的失效仿真与分析

以航天发射场液氢加注系统阀门为研究对象,从仿真角度研究加注稳态过程中,阀门在不同失效程度时,压力和流量变化对加注系统的影响。