带你学习低温绝热压力容器之热的传递特性

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了低温绝热压力容器的概述、介质特性、热的传递方式及其在设备设计中的应用。低温介质特性如沸点低、汽化比高，对设备设计有重要影响。热传导、热辐射和热对流是热的传递主要形式，设备设计需针对这些形式进行特殊处理，以确保保冷效果。本文还提到了一些具体的设计实例，如夹层管路系统、隔热纸和反射屏的使用，以及热对流在介质装卸中的应用。

一、低温绝热容器概述

低温绝热压力容器存在形式多数为存储设备，由于其储存介质温度极低而得名。相比常规压力容器来讲，该类型的设备功能较为单一，但是结构却非比寻常，接下来由我给大家介绍一下神秘的低温绝热容器。

图1 液氧储罐  

二、介质特性

低温介质特性：沸点温度低，汽化比高（即单位体积的液体与汽化后标况下气体的体积比）。介质充装温度为该沸点以下进行充装，因此介质状态为液态。以下简单列举常用介质的特性。

表1 介质特性

三、热的传递

热的传递有三种形式：热传导、热辐射、热对流。

低温绝热压力容器根据这三种热的传递形式在结构上对其有所区别的对待。

3.1热传导：在所有低温绝热压力容器中都会出现热传导的情况，出现的位置在内容器与外壳之间有刚性连接的部位。

（1）夹层管路系统：管路系统都是由内容器引出的，所以需要考虑该工况。

（2）内外罐之间的夹层支撑也是需要考虑热传导的情况。

（3）填充膨胀珍珠岩的容器也在考虑之列。

图2夹层管路系统

图3 膨胀珍珠岩

3.2热辐射：这种工况普遍存在于高真空多层绝热的设备中，由于罐体夹层内部为高真空情况，因此热传导已经不再是热传递的主导方式，而热辐射则成为了容器保冷所需考虑的主要因素，针对该工况，夹层中通常采用隔热纸与反射屏之间的组合，反射屏通常采用铝箔材料，其主要目的就是为了反射外壳对内部的热辐射，隔热纸的目的主要是为了防止反射屏之间、反射屏与内容器之间短路，避免反射屏吸收的部分热量传递进入内部容器.通常情况采用反射屏与隔热纸之间层叠交错式，采用足够层数的反射屏来达到减少热辐射情况的目的。

图4隔热纸和反射屏

3.3热对流：即对流传热，常见的设备为换热器，在低温绝热压力容器范围内，热对流的情况并不会出现以上两种妨碍保冷工况，相反，热对流则用于罐体对于介质的装卸情况。鉴于以上介质汽化比大、标准沸点温度低的工况，采用铝制或不锈钢制汽化器，采用热对流的原理，完美的实现介质增压卸车的工况。

                                           图5 空温式铝翅片汽化器

四、综上所述，低温绝热压力容器的材料、设计以及制造和检验都是围绕上述的介质特性以及热的传递方式来确定的。

作者简介：孙捷飞，A1、A2、C2、C3级压力容器审核员，从事低温深冷压力容器以及移动式压力容器设计审核工作。

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