低温容器真空夹层中绝热材料放气特性实验研究

绝热材料放气是造成低温容器真空夹层真空失效、绝热性能恶化的主要原因。利用自建的材料放气速率实验装置,对绝热材料的放气特性、残余气体成分及影响因素进行了实验研究。实验结果表明：绝热材料的放气特性曲线符合非金属材料扩散放气模型,残余气体成分包括H₂O、N₂、O₂及CO₂,且主要成分为H₂O;真空夹层内的真空度越高,材料的放气速率越大;材料表面粗糙度越大,其放气速率越大;氮气置换空气的抽真空工艺亦可引起绝热材料的放气速率大幅度提升。     

低温容器夹层真空度对内罐压升率的影响研究

针对低温容器夹层真空失效工况,建立了低温容器夹层真空度与通过内罐壁面热流密度的理论模型,结合ANSYS-FLUENT软件对某立式低温容器内的液氮蒸发过程进行了仿真模拟,研究了初始充满率为50%时,低温容器内罐空间温度及压力随夹层真空度变化的规律。结果表明,随着夹层真空度降低,通过低温容器内罐壁面的平均热流密度增大,内罐中液体温度升高速率增大;当夹层真空完全失效时,内罐压升率分别是夹层真空度为10-3 Pa、1 Pa和10 Pa时的10.4倍、5倍和1.2倍。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热研究

高真空多层绝热低温容器的绝热夹层发生完全的真空丧失事故后,由于自然对流换热的原因,其绝热夹层的漏热量会急剧增加.在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后的传热研究实验台的基础上,使用于燥氮气为破空介质、液氮为低温介质,进行了多次高真空多层绝热低温容器的完全真空丧失实验.重点研究了低温容器液位及绝热材料层数的变化对其...     

不同容积低温容器绝热真空瞬间完全失效后传热特性比较

搭建了低温容器在绝热真空瞬间失效后传热研究实验台,分别选择在LN2温度下可凝结气体(Ar和O2)和混合气体(Air)导入两只容积规格和形状不同、但绝热材料层数相同的低温容器真空夹层进行绝热真空失效试验。结果表明,相同绝热材料层数、不同容积规格的低温容器绝热真空瞬间失效后的热流密度非常接近,这为实验结果的推广运用提供了必要的依据。     

槽式太阳能真空吸热管真空夹层热损特性研究

本文基于不同真空压力下槽式真空吸热管环形夹层内的四种不同传热机理,建立了真空夹层内稀薄气体的传热模型,并验证了模型及计算方法的准确性。计算了氢气穿透、漏入空气、玻璃管破裂三种情况下真空吸热管的热损值及玻璃管外壁面温度。分析了吸热管真空夹层内漏入不同气体对吸入管热损值及玻璃管外壁面温度的影响规律。结果表明氢气穿透对吸热管的性能影响最大,空气渗入次之。真空失效将显著的降低集热系统的光热转换效率。     

低温储罐充液后夹层压力变化规律

低温储罐在充液后内罐因温度下降而冷缩,夹层空间增大,同时夹层温度也将下降,综合作用使夹层真空度升高及绝对压力下降,这对低温容器绝热是有利的。为了计算充液后夹层压力的大小,研究了低温容器充液后内罐冷缩及夹层温度变化情况,给出了夹层压力的计算公式。实例计算表明充液后夹层压力下降显著。     

环境压力对低温绝热气瓶蒸发率修正的试验研究

主要研究了环境压力对低温容器蒸发率的影响。在理论分析的基础上,使用容积为180L高真空多层绝热的低温容器,以液氮作为充装介质对5组不同环境压力下的蒸发气体量进行测量。结果表明,容器的蒸发率随环境压力的升高而增大,汽化潜热的是影响蒸发率变化的主要因素。为修正大气压力对低温容器蒸发率的影响起到了参考作用。     

真空丧失条件下液氦容器安全性试验

真空丧失对液氦容器的安全性是一大威胁,可能会造成十分严重的后果。通过试验,利用氦气及空气作为介质,对低温液氦容器在真空层发生泄漏情况下的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于真空遭到破坏后的液氦容器能够起到一定的保护作用,而渗入到真空绝热层中气体的性质对于最终漏热情况也有影响,发现空气的“破坏力”明显小于氦气。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失的实验研究

突然的、完全的真空丧失是一种可能发生在高真空多层绝热容器上的严重事故。为了保证高真空多层绝热容器的安全使用,真空丧失后的漏热量是进行高真空多层容器设计的一个重要参数。利用一个工业化高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了其真空丧失前以及内筒壁及外筒壁泄露后的传热。结果表明,真空丧失后排放率及漏热量都会急剧增加,但是多层绝热材料仍然起到了一定的保温作用。由于空气中的部分气体在绝热层内部的凝结,导致低温容器外壁泄露后的漏热量远高于内壁泄露后的漏热量。     

低温容器高真空多层绝热性能分析

高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固体导热及辐射换热所占的比例,换热系数随层数的变化情况,以及真空度对绝热性能的影响,为提高高真空多层绝热性能提供了理论依据。     

高真空多层绝热容器真空丧失后传热研究综述

高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失可能会引发重大的安全事故.文中综述了国内外研究者在高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失方面的研究成果,并对未来的研究方向进行了讨论和展望.     

气体传热对多层绝热性能影响的试验研究

文中通过建立的能进行夹层气体置换的稳态量热器试验系统,试验分析了夹层气体传热对多层绝热材料有效热导率的影响,重点对置换气体种类、气体压强、材料层数及冷热边界温度对多层材料的影响进行试验研究。试验表明在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大,当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,应尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时,分析表明为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

聚变实验堆真空室壳体成型残余应力分析

为了了解聚变实验堆真空室壳体表面残余应力的分布以及退火工艺对残余应力的影响，通过模拟分析和实验检测两种方式对不锈钢316LN冷压曲面和热压曲面残余应力进行研究，获得退火前后曲面表面残余应力的大小，得到冷压曲面和热压曲面残余应力的分布以及退火工艺对残余应力分布的影响。研究结果为分析成型工艺提供数据支撑，对中国聚变工程实验堆真空室的研究与制造具有重要意义。     

Residual gas properties in a field emission device with ZnO emitters

In this paper, a vacuum system is employed to compare the emission stabilities of the same ZnO cathode in a sealed field emission （FE） device and under ultrahigh vacuum （UHV） conditions. It is observed that the emission current is more stable under the UHV level than in the device. When all conditions except the ambient gases are kept unchanged, the emission current degradation is mainly caused by the residual gases in the sealed device. The quadrupole mass spectrometer （QMS） equipped on the vacuum system is used to investigate the residual gas components. Based on the obtained QMS data, the following conclusions can be drawn： the residual gases in ZnO-FE devices are H2, CH4, CO, Ar, and CO2. These residual gases can change the work function at the surface through adsorption or ion bombardment, thereby degrading the emission current of the cathode.     

The effect of the ionization gauge on the composition of residual gases

The present work deals with the study of changes in the composition of residual gases caused by the action of an attached nude ionization gauge in an all-metal ultra-high vacuum system with an oil free pumping unit. The mass spectra of residual gases obtained when the ionization gauge was switched off and when it worked in two different operating modes are presented. They form a basis for the discussion of processes which take place in the ionization gauge and of their influence on the composition of residual gases. Some practical consequences of the studied effects for the measurement of very low pressures are discussed in the present paper.     

Effects of water vapor in high vacuum chamber on the properties of HfO2 films

The influence of water vapor content in high vacuum chamber during the coating process on physical properties of HfO2 films was investigated. Coatings were deposited on BK7 substrates by electron beam evaporation and photoelectric maximum control method. An in situ residual gas analyzer (RGA) was used to monitor the residual gas composition in the vacuum chamber. The optical properties, microstructure,absorption and laser-induced damage threshold (LIDT) of the samples were characterized by Lambda 900 spectrophotometer, X-ray diffraction (XRD), surface thermal lensing (STL) technique and 1064-nm Qswitched pulsed laser at a pulse duration of 12 ns respectively. It was found that a cold trap is an effective equipment to suppress water vapor in the vacuum chamber during the pumping process, and the coatings deposited in the vacuum atmosphere with relatively low water vapor composition show higher refractive index and smaller grain size. Meanwhile, the higher LIDT value is corresponding to lower absorbance.     

复合绝热低温容器真空丧失后抗热冲击分析

真空丧失对低温容器的安全性是一大威胁,可能会造成严重后果。文中通过实验,利用氮气为破空介质,对比了高真空多层绝热结构与真空复合多层绝热结构低温容器在真空丧失情况下的排放率和漏热。结果表明,复合绝热结构在真空破坏时能较好的保护低温容器,大大降低了低温储罐真空丧失后的热冲击。