采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)仿真研究外部晃動(dòng)激勵(lì)對(duì)液氫貯罐傳熱和壓降的影響。仿真中考慮了外部環(huán)境漏熱和氣液相變對(duì)貯罐內(nèi)氣枕壓力的影響,通過(guò)用戶自定義函數(shù)（UDF）將外部晃動(dòng)激勵(lì)以速度的方式加載到貯罐壁面作為動(dòng)量邊界,采用流體體積（volume of fluid,VOF）法捕捉氣液相界面。基于所構(gòu)建的數(shù)值模型,對(duì)初始充滿率為50%時(shí)不同速度激勵(lì)下和初始充滿率分別為50%、70%、90%時(shí)同一速度激勵(lì)下的氣液界面波動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得了氣枕壓力、不同速度激勵(lì)下的晃動(dòng)溫度云圖和氣液相分布云圖,分析了晃動(dòng)對(duì)傳熱和壓降的影響。結(jié)果表明,低溫流體晃動(dòng)引起的漩渦和剪切流強(qiáng)化了氣液界面的對(duì)流傳熱,速度激勵(lì)A(yù)ω=0.11 m/s、0.22 m/s、0.44 m/s時(shí)的傳熱量分別是無(wú)速度激勵(lì)時(shí)傳熱量的2.83倍、24.05倍、34.47倍;晃動(dòng)激勵(lì)越大,充滿率越高,氣相冷凝速率越快,導(dǎo)致封閉液氫貯罐內(nèi)氣枕壓力降幅越大。 

【文章來(lái)源】：低溫與超導(dǎo). 2020,48(12)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

低溫液氫貯罐內(nèi)罐示意圖

網(wǎng)格模型

針對(duì)速度激勵(lì)為0.00 m/s、0.11 m/s、0.22 m/s、0.44 m/s時(shí)液氫貯罐的晃動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,無(wú)晃動(dòng)和三種不同晃動(dòng)激勵(lì)下,氣枕平均壓力pGas隨時(shí)間的變化如圖3所示。由圖3可以看出,在t=0 s時(shí)施加了晃動(dòng)激勵(lì)的壓降程度遠(yuǎn)大于無(wú)晃動(dòng)的情形,說(shuō)明晃動(dòng)會(huì)強(qiáng)化氫氣與液氫、氫氣與罐壁的對(duì)流傳熱,如圖4所示。雖無(wú)法精確計(jì)算氫氣與液氫、氫氣與罐壁的熱通量值,但可用壓力估計(jì)其總傳熱量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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