發(fā)布時(shí)間：2021-11-22 15:56

　　撞擊、管路泄漏等因素可能會(huì)造成潛水器用低溫容器夾層真空度降低,甚至完全失效,使其漏熱量驟增,導(dǎo)致內(nèi)罐壓力快速升高,對(duì)船體和人員的安全造成嚴(yán)重威脅。由于潛水器作業(yè)環(huán)境及任務(wù)的特殊性,一旦發(fā)生低溫容器夾層真空失效事故,潛水器需在允許上浮地點(diǎn)應(yīng)急上浮至可排放深度或水面以排放低溫容器內(nèi)氣體,降低內(nèi)罐壓力,但在尋找允許上浮地點(diǎn)和應(yīng)急上浮過程中壓力會(huì)持續(xù)升高。能否成功處理潛水器用低溫容器夾層真空失效這一事故,內(nèi)罐壓升率是非常關(guān)鍵的影響因素。以往針對(duì)高真空多層絕熱低溫容器壓升率研究的焦點(diǎn)多集中在夾層真空完好或完全失效工況下,研究對(duì)象多用于航天領(lǐng)域和民用領(lǐng)域,針對(duì)潛水器用低溫容器在不同程度夾層真空失效下的內(nèi)罐壓力升高規(guī)律及其對(duì)潛水器的影響鮮有研究�；诖�,本文通過理論分析、仿真模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)不同程度夾層真空失效、不同初始充滿率下低溫容器壓力升高規(guī)律及其對(duì)潛水器的影響進(jìn)行了研究,主要開展了以下研究工作:（1）建立了高真空多層絕熱低溫容器夾層真空度與通過內(nèi)罐壁面熱流密度的理論模型。利用該模型計(jì)算了不同夾層真空度下通過內(nèi)罐壁面的熱流密度和不同漏熱途徑占多層絕熱體總漏熱量的比例。通過內(nèi)罐壁面的平... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高真空多層絕熱低溫儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)示意圖

真空失效下低溫容器壓升率研究4對(duì)艙室環(huán)境二次污染或耗能較高等問題。表1.3中供氧方式性能各異，適用于不同的潛水器。如通氣管換氣供氧適用于近�；顒�(dòng)的常規(guī)潛艇，氧氣瓶供氧適用于小型潛水器，而耗能較高的電解水供氧常用于核動(dòng)力潛艇。隨著反潛技術(shù)的迅速發(fā)展，通氣管換氣等供氧方式已不利于潛艇在水下隱蔽航行。為提高潛艇隱蔽性，延長其水下航行時(shí)間，自20世紀(jì)60年代以來，各國海軍開始重視不依賴空氣推進(jìn)系統(tǒng)AIP(AirIndependentPropulsion)潛艇的研發(fā)[9,10]。不論是柴油機(jī)（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系統(tǒng)還是燃料電池（Fuelcell,FC）AIP系統(tǒng)，液氧低溫容器都是AIP系統(tǒng)的核心設(shè)備，為潛艇的動(dòng)力設(shè)備和艇員供給氧氣，如圖1.2、圖1.3和圖1.4所示。液氧低溫容器供氧技術(shù)成熟，產(chǎn)氧速度較快、可控，產(chǎn)氧效率高，較氧氣瓶供氧具有體積孝裝置內(nèi)部壓力低等特點(diǎn)。圖1.2U-212A級(jí)潛艇中液氧低溫容器布置圖1.3柴油機(jī)AIP系統(tǒng)供氧裝置2.液氮低溫容器潛水器需要大量氮?dú)庥糜趶椝幈Ｗo(hù)、食材保鮮、醫(yī)療和消防滅火等，出于和儲(chǔ)存氧同樣的考慮，潛水器用氮也以液態(tài)儲(chǔ)存于低溫容器中。由于潛水器內(nèi)部空間狹小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。導(dǎo)致核潛艇沉沒的原因中火災(zāi)位居首位，約占38%[11,12]，由此可見，潛水器中消防至關(guān)重要。由于潛水器中精密電器儀表眾多，用水和泡沫滅火會(huì)損壞這些電器儀表，加之潛水器為空間較小的密閉空間，也不宜使用二氧化碳滅火。氮?dú)飧蓛魺o污染，滅火效率高，價(jià)格低廉，適用于潛水器中滅火[13]。液柴油機(jī)液氧低溫容器升壓器液氧低溫容器吸收器控制閥蒸發(fā)器混合室柴油機(jī)

真空失效下低溫容器壓升率研究4對(duì)艙室環(huán)境二次污染或耗能較高等問題。表1.3中供氧方式性能各異，適用于不同的潛水器。如通氣管換氣供氧適用于近�；顒�(dòng)的常規(guī)潛艇，氧氣瓶供氧適用于小型潛水器，而耗能較高的電解水供氧常用于核動(dòng)力潛艇。隨著反潛技術(shù)的迅速發(fā)展，通氣管換氣等供氧方式已不利于潛艇在水下隱蔽航行。為提高潛艇隱蔽性，延長其水下航行時(shí)間，自20世紀(jì)60年代以來，各國海軍開始重視不依賴空氣推進(jìn)系統(tǒng)AIP(AirIndependentPropulsion)潛艇的研發(fā)[9,10]。不論是柴油機(jī)（Closedcycledieselengine,CCD）AIP系統(tǒng)還是燃料電池（Fuelcell,FC）AIP系統(tǒng)，液氧低溫容器都是AIP系統(tǒng)的核心設(shè)備，為潛艇的動(dòng)力設(shè)備和艇員供給氧氣，如圖1.2、圖1.3和圖1.4所示。液氧低溫容器供氧技術(shù)成熟，產(chǎn)氧速度較快、可控，產(chǎn)氧效率高，較氧氣瓶供氧具有體積孝裝置內(nèi)部壓力低等特點(diǎn)。圖1.2U-212A級(jí)潛艇中液氧低溫容器布置圖1.3柴油機(jī)AIP系統(tǒng)供氧裝置2.液氮低溫容器潛水器需要大量氮?dú)庥糜趶椝幈Ｗo(hù)、食材保鮮、醫(yī)療和消防滅火等，出于和儲(chǔ)存氧同樣的考慮，潛水器用氮也以液態(tài)儲(chǔ)存于低溫容器中。由于潛水器內(nèi)部空間狹小，易燃易爆物多而集中，一旦起火可能會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。導(dǎo)致核潛艇沉沒的原因中火災(zāi)位居首位，約占38%[11,12]，由此可見，潛水器中消防至關(guān)重要。由于潛水器中精密電器儀表眾多，用水和泡沫滅火會(huì)損壞這些電器儀表，加之潛水器為空間較小的密閉空間，也不宜使用二氧化碳滅火。氮?dú)飧蓛魺o污染，滅火效率高，價(jià)格低廉，適用于潛水器中滅火[13]。液柴油機(jī)液氧低溫容器升壓器液氧低溫容器吸收器控制閥蒸發(fā)器混合室柴油機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]低溫容器夾層真空度對(duì)內(nèi)罐壓升率的影響研究[J]. 付啟亮,陳叔平,金樹峰,李文奇,白彪坤,趙高逸,孟岳,楊雯,朱鳴.  低溫與超導(dǎo). 2020(03)
[2]低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究[J]. 李軍,程波.  中國設(shè)備工程. 2019(14)
[3]車用LNG氣瓶振動(dòng)試驗(yàn)典型失效模式[J]. 古海波,劉巖,宋薛思,戴行濤,金鑫.  低溫與特氣. 2018(05)
[4]液氫縮比貯箱蒸發(fā)特性數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 王舜浩,朱文俐,胡正根,周芮,余柳,王彬,張小斌.  化工學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]淺析移動(dòng)式LNG真空絕熱罐體安全泄放量的計(jì)算[J]. 蔣平安,海航,周小翔,陳來生.  廣州化工. 2018(16)
[6]低溫絕熱壓力容器失效因素與檢驗(yàn)評(píng)定技術(shù)研究[J]. 劉小胡.  化工管理. 2018(21)
[7]國外潛艇AIP技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析[J]. 胡靜,孫俊忠,周智勇,郝海靜.  艦船電子工程. 2018(03)
[8]液化天然氣汽車罐車突發(fā)真空失效原因分析[J]. 于海東,肖學(xué)文.  專用汽車. 2017(10)
[9]第四艘“托達(dá)羅”級(jí)U212A潛艇交付意大利海軍[J].   船電技術(shù). 2017(08)
[10]液化天然氣槽車真空失效研究[J]. 汪友,張曉娜,李暉,李少杰,汪宇,張國策,張澤.  電子顯微學(xué)報(bào). 2016(05)

博士論文
[1]高真空多層絕熱低溫容器完全真空喪失實(shí)驗(yàn)及傳熱機(jī)理研究[D]. 謝高峰.上海交通大學(xué) 2011
[2]潛艇應(yīng)急上浮操縱運(yùn)動(dòng)分析與控制技術(shù)研究[D]. 戴余良.武漢理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]海水淡化柱塞式高壓泵與能量回收一體機(jī)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 柳祝勛.江蘇大學(xué) 2019
[2]低溫液體無損儲(chǔ)存系統(tǒng)蒸發(fā)相變過程仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙一力.蘭州理工大學(xué) 2019
[3]混合澄清槽中液—液兩相流的計(jì)算流體力學(xué)研究[D]. 倪志南.華東理工大學(xué) 2018
[4]貯箱內(nèi)低溫推進(jìn)劑在軌受熱蒸發(fā)模擬分析[D]. 龔志明.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[5]基于高真空VD-MLI技術(shù)的低溫容器傳熱及結(jié)構(gòu)分析[D]. 任金平.蘭州理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3512018