Экспериментальное исследование теплообмена в межстенном пространстве криогенного резервуара с порошковой изоляцией

Аннотация

Двустенные криогенные неизотермические резервуары с вакуумно-порошковой или вакуумно-многослойной изоляцией применяются для хранения и транспортирования криогенных жидкостей. При нарушении герметичности внутреннего сосуда криогенная жидкость проливается в теплоизоляционное пространство и испаряется в результате теплопритока из окружающей среды, при этом увеличивается давление в теплоизоляционном пространстве. Для обеспечения работоспособности резервуара необходимо ограничить увеличение давления в теплоизоляционном пространстве. Приведены результаты экспериментов по испарению криогенной жидкости, поступающей в пространство, заполненное порошковой изоляцией (при экспериментах использован вспученный перлит). Эксперименты выполнены на модели, имитирующей теплоизоляционное пространство резервуара. В результате экспериментов определен характер распределения криогенной жидкости в объеме порошковой изоляции, показана возможность ее непосредственного контакта со стенками внутреннего сосуда, а также определены температура стенок и интенсивность испарения криогенной жидкости с течением времени. Результаты работы позволяют уточнить физико-математическую модель развития аварийного процесса в межстенном пространстве криогенного резервуара, связанную с нарушением герметичности внутреннего сосуда и последующим проливом криогенной жидкости в теплоизоляционное пространство

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Клеблеев Т.И., Семенов В.Ю. Экспериментальное исследование теплообмена в межстенном пространстве криогенного резервуара с порошковой изоляцией. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2023, № 3 (146), c. 113--126. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2023-3-113-126

Литература

[1] Архаров А.М., Смородин А.И., ред. Криогенные системы. Т. 2. М., Машиностроение, 1999.

[2] Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. Л., Машиностроение, 1985.

[3] Горбачев С.П., Карпов В.Л. Резервуар для хранения криогенной жидкости. Патент РФ 2653611. Заявл. 22.08.2016, опубл. 11.05.2018.

[4] Горбачев С.П., Клеблеев Т.И. Аварийные режимы в криогенных неизотермических резервуарах для СПГ. Вести газовой науки, 2020, № 1, с. 130--135.

[5] Горбачев С.П., Клеблеев Т.И., Семенов В.Ю. Технологические схемы криогенных двухоболочечных резервуаров для СПГ. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2021, № 7, с. 16--19.

[6] Горбачев С.П., Карпов В.Л., Клеблеев Т.И. и др. Испытания макета двухоболочечного резервуара для хранения и транспортирования СПГ. Газовая промышленность, 2022, № 2, с. 88--93.

[7] Бычков Е.Г., Жердев А.А., Макаров Б.А. и др. Разработка низкотемпературной камеры, обеспечивающей высокую скорость охлаждения объектов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, № 1. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2013-1-589

[8] Жердев А.А., Колесников А.С. Анализ энергетической эффективности применения хладоносителей с фазовым переходом в качестве вторичных хладоносителей. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, Спец. выпуск "Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения", с. 62--70.

[9] Стриженов Е.М., Фомкин А.А., Жердев А.А. и др. Адсорбция метана на микропористом углеродном адсорбенте АУ-1. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2012, т. 48, № 6, с. 521--526.

[10] Стриженов Е.М., Школин А.В., Фомкин А.А. и др. Низкотемпературная адсорбция метана на микропористом углеродном адсорбенте АУ-1. Физикохимия поверхности и защита материалов, 2014, т. 50, № 1, с. 19--25.

[11] Маринюк Б.Т. Расчеты теплообмена в аппаратах и системах низкотемпературной техники. М., Машиностроение, 2015.

[12] Маринюк Б.Т., Королев И.А. Расчет и анализ динамики роста толщины водяного инея на охлаждаемой поверхности. Холодильная техника, 2016, № 11, с. 38--43.

[13] Явнель Б.К. О теплопередаче через слой инея. Холодильная техника, 1969, № 5, с. 34--37.

[14] Герасимов Н.А., Румянцев Ю.Д., Сундиев Н.П. Влияние толщины слоя инея на эффективность работы воздухоохладителей. Холодильная техника, 1981, № 4, с. 22--23.

[15] Кононов Н.С., Подмазко А.С. Инееобразование на поверхности воздухоохладителей модульного типа. Холодильная техника и технологии, 1992, № 54, с. 25--31.