液氢储罐真空多层绝热结构的连续变密度优化及性能分析

作     者：李科 谢昊琳 冯莉 文键 LI Ke;XIE Haolin;FENG Li;WEN Jian

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院710049西安 中国石油天然气集团公司长庆油田分公司清洁电力开发项目部710200西安 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(22308273) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2025年第59卷第3期

页      码：57-66页

摘      要：为实现液氢储罐中真空多层绝热结构更优异的绝热性能,在以往三密度区或四密度区的基础上,提出了一种绝热结构逐层连续变密度优化方法,对其辐射屏层间距布置进行优化。确定了耦合蒸气冷却屏(VCS)和VCS内引入仲正转化后的最优层间距布置,分析了连续变密度优化对温度和热流密度分布的影响,并与采用分段变密度方法的结果进行了对比。结果表明:在绝热结构总厚度一定的情况下,优化后冷边界附近的屏间距显著增加,从而降低了冷边界附近的固体导热和热边界附近的辐射换热。对于仅耦合VCS的绝热结构,当VCS设置在第3层辐射屏时,优化效果最显著,最小热流密度从0.2492 W·m^(-2)降至0.2088 W·m^(-2),降幅达16.2%;优化后VCS最佳安装位置从第18层调整至第14层,相对位置从0.51移至0.56。当VCS内引入仲正转化时,VCS在第2层辐射屏时优化效果最为显著,热流密度较优化前降低了22.0%。研究了连续变密度优化方法对绝热性能的影响规律,为多层绝热结构的变密度优化设计提供支撑。

主 题 词：绝热性能 多层绝热结构 蒸气冷却屏 仲正转化 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202503006

馆 藏 号：203157543...