| 短壳绝热面积对液氢贮箱绝热性能影响 |
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| 引用本文： | 胡正根,湛利华,朱文俐.短壳绝热面积对液氢贮箱绝热性能影响[J].航空动力学报,2020,35(8):1786-1792. |
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| 作者姓名： | 胡正根 湛利华 朱文俐 |
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| 作者单位： | 中南大学机电工程学院,长沙410083;中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所,北京100076,中南大学机电工程学院,长沙410083,中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所,北京100076,中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所,北京100076,中国航天科技集团有限公司中国运载火箭技术研究院北京宇航系统工程研究所,北京100076 |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划（2017YFB0306300）； 装备预先研究项目（305060509） |
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| 摘 要： | 基于计算流体动力学(CFD)方法研究了典型5 m直径液氢贮箱在短壳未包裹绝热材料、50%面积及100%面积包裹绝热材料3种情况下对贮箱内液氢蒸发特性的影响。数值计算基于流体体积(VOF)模型计算两相流,基于Lee模型计算气液界面传质率,考虑了短壳包裹泡沫表面及未包裹泡沫的暴露表面结霜对漏热的影响,构建的数值模型及界面传质计算具有清晰的气液界面,准确地捕捉到了液氢液面的变化。结果表明:短壳是液氢贮箱漏热的主要因素,对液氢蒸发率影响起重要作用;相对于短壳未绝热,50%绝热使得液氢贮箱气相平均温度从110 K下降到32 K,绝热面积占比增加到100%时,气相平均温度下降到约23 K,绝热改善效果相对降低;比较短壳绝热面积占比从50%增加到100%与从0增加到50%对相对蒸发率影响,前者差异较小,仅降低24%,而后者差异明显,下降了409%。研究结果指导了液氢贮箱绝热结构的优化设计。
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| 关 键 词： | 液氢贮箱 短壳结构 绝热性能 计算流体动力学(CFD) 流体体积(VOF) |
| 收稿时间： | 2020/4/1 0:00:00 |
Effect of short-shell insulated area on thermal insulation performance of liquid hydrogen tank |
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| HU Zhenggen,ZHAN Lihu,ZHU Wenli.Effect of short-shell insulated area on thermal insulation performance of liquid hydrogen tank[J].Journal of Aerospace Power,2020,35(8):1786-1792. |
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| Authors: | HU Zhenggen ZHAN Lihu ZHU Wenli |
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| Institution: | College of Mechanical and Electrical Engineering,,Central South University,Changsha 410083,China;Beijing Aerospace Systems Engineering Research Institute,,China Academy of Launch Vehicle Technology,,China Aerospace Science and Technology Corporation,Beijing 100076,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | liquid hydrogen tank short-shell structure thermal insulation performance computational fluid dynamics(CFD) volume of fluid(VOF) |
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