液氢缩比贮箱蒸发特性数值模拟及实验验证

液氢缩比贮箱蒸发特性数值模拟及实验验证

论文摘要

地面缩比贮箱用来模拟箭载液氢贮箱热物理过程及运行特性,包括筒段和壳段,壳段用于支撑筒段。筒段和部分壳段使用泡沫绝热,壳段结构部分裸露在环境中,成为液氢贮箱的主要漏热源。基于计算流体力学方法数值研究了液氢缩比贮箱蒸发特性,构建了基于VOF两相流模型以及Level-set界面跟踪方法的贮箱两相氢流动和相变传热传质数学框架,其中气液界面传质率基于Lee模型计算。框架中的系数、边界条件等作如下考虑:Lee模型中的液化/蒸发系数通过与实验数据对比获得;通过理论分析低温面有/无泡沫保温层的结冰特性,对暴露在环境的泡沫和铝壳表面施加对流换热或常热流边界条件;当贮箱压力达到约2个大气压(0.2 MPa)时,安全阀打开放气保持内部压力不变,基于自定义函数方法模拟阀门开闭实现控制贮箱压力的目的。与实验测量的液位下降速率和气相温度非稳态变化对比表明,构建的数值模型能够较好地模拟液氢贮箱自增压过程的复杂流动、相变传热传质特性。为模拟真实箭载液氢贮箱停放阶段的热物理过程打下基础。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王舜浩,朱文俐,胡正根,周芮,余柳,王彬,张小斌

关键词: 缩比贮箱,自增压,相变

来源: 化工学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 浙江大学制冷与低温研究所浙江省制冷及低温重点实验室,北京宇航系统工程研究所

分类号: V416

页码: 840-849

总页数: 10

文件大小: 1664K

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