采用計算流體力學（CFD）技術仿真研究外部晃動激勵對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貯罐內(nèi)氣枕壓力的影響,通過用戶自定義函數(shù)（UDF）將外部晃動激勵以速度的方式加載到貯罐壁面作為動量邊界,采用流體體積（volume of fluid,VOF）法捕捉氣液相界面�；谒鶚嫿ǖ臄�(shù)值模型,對初始充滿率為50%時不同速度激勵下和初始充滿率分別為50%、70%、90%時同一速度激勵下的氣液界面波動進行數(shù)值模擬,獲得了氣枕壓力、不同速度激勵下的晃動溫度云圖和氣液相分布云圖,分析了晃動對傳熱和壓降的影響。結果表明,低溫流體晃動引起的漩渦和剪切流強化了氣液界面的對流傳熱,速度激勵Aω=0.11 m/s、0.22 m/s、0.44 m/s時的傳熱量分別是無速度激勵時傳熱量的2.83倍、24.05倍、34.47倍;晃動激勵越大,充滿率越高,氣相冷凝速率越快,導致封閉液氫貯罐內(nèi)氣枕壓力降幅越大。 

【文章來源】：低溫與超導. 2020,48(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

低溫液氫貯罐內(nèi)罐示意圖

網(wǎng)格模型

針對速度激勵為0.00 m/s、0.11 m/s、0.22 m/s、0.44 m/s時液氫貯罐的晃動問題進行了數(shù)值模擬研究,無晃動和三種不同晃動激勵下,氣枕平均壓力pGas隨時間的變化如圖3所示。由圖3可以看出,在t=0 s時施加了晃動激勵的壓降程度遠大于無晃動的情形,說明晃動會強化氫氣與液氫、氫氣與罐壁的對流傳熱,如圖4所示。雖無法精確計算氫氣與液氫、氫氣與罐壁的熱通量值,但可用壓力估計其總傳熱量。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]低溫液氧箱體自由界面晃動動態(tài)響應[J]. 劉展,馮雨楊,厲彥忠.  工程熱物理學報. 2020(05)
[2]氫氧發(fā)動機氫渦輪泵汽蝕試驗技術研究[J]. 李培昌,馮飛,王建宇.  導彈與航天運載技術. 2018(06)
[3]簡諧激勵下大型低溫貯箱防晃設計[J]. 晉永華,厲彥忠,王磊,劉展,李翠.  航空動力學報. 2015(06)



本文編號：3288706