低温的产生、应用和研究,都离不开低温液体的贮运。 由于低温液体具有沸点低、汽化潜热小、对热流极其敏感等特性,对于贵重、高纯度以及易燃易爆液化气体,为了保证经济性、安全性以及气体使用时的纯度,应当采用无损(无排放)贮运。因此研究低温液体的无损贮运具有重要的实用价值。 本文对15L的低温容器,以液氮为工质进行了低温液体无损贮存时的理论分析、计算机模拟、实验研究以及实验数据的拟合,具体包括以下几方面的工作: 1.阐述了高真空多层绝热的传热机理,在此基础上对低温容器总的漏热量进行了详细的计算,对容器各部分漏热量进行了比较分析。 2.对前人提出的三区计算模型进行了改进,提出了新的计算思路;在该模型下对贮罐内低温流体的传热过程作了分析,给出了理论计算公式。 3.编制了计算低温容器无损贮存规律的程序,计算出了初始充满率与无损贮存时间、初始充满率与容器内压力上升速度、漏热量与无损贮存时间以及容器的工作压力与无损贮存时间等关系。表明初始充满率、漏热量及工作压力是影响无损贮运的主要因素。 4.在不同的初始充满率下对低温液体进行了多次无损贮存实验,并选取12组试验点进行了多元线性回归分析,建立了表达压力升高与无损贮运时间、初始充满率的拟合关系式。该公式在较大范围内与实验结果有很好的吻合度,表明该种方法应用于无损贮运压力升高预测是可行的,对低温容器的实际应用有一定的参考价值。 5.将实验结果同模拟计算进行了比较,表明实验容器在初始充满率为0.200～0.500之间时计算结果与实验结果吻合得比较好,可以通过编制的计算程序准确地预测本实验无损贮运过程中热力状态变化;而在其它初始充满率下则有一定误差。表明了计算程序的可用性。