船用调节阀绝热性能

2020-11-18 09:37:52      点击:
船用调节阀绝热性能
低温阀所用材料要求具有良好的物理性能和稳定的化学性能,不发生晶相变化和冷脆。表1列出了低温阀内杆常用的几种材料的性能参数[13]。对比发现EPGC202玻璃钢材料是比较理想的阀杆材料,具有较低的导热系数,又能满足机械性能要求,低温下玻璃钢的拉伸强度、压缩强度、挠曲强度、弹性模量比常温时均有较大的提升。此外,漏热计算应考虑到材料在不同温区导热性能的变化和多层绝热纸包扎对辐射热的影响,并根据实际结构选用不同的传热模型计算。
应用于液氦温区要求船用调节阀具有良好的绝热性能,实际使用中低温阀多置于真空阀箱中,因此在不考虑外管对流传热和多种漏热方式的互相影响时,其主要漏热途径包括船用调节阀外管导热、内管导热、内外管狭缝中气体导热、内管内气体导热、气体辐射漏热和外管径向综合辐射漏热等。本文采用式(4)计算液氦温区低温气动调节阀的内、外管导热和气体导热,采用式(5)计算气体辐射漏热和外管径向综合辐射漏热。通过实验方法测定液氮静态蒸发率和单位时间内液氮液位高度变化,按式(6)和式(7)计算得到低温阀漏热量。
式中:Φc为导热量,W;Φr为辐射热量,W;λ(t)为材料导热系数W/(m·K);A为导热面积,m2;Th为高温区温度,K;Tl为低温区温度,K;L为阀杆长度,m;K为多层绝热系数;ε为材料发射率;Ae为有效热辐射面积,m2;σ为斯忒潘-玻耳兹常数,W/(m2·K4);To为外界温度,K;Tx为辐射体对应x位置处的温度,K;Q0为漏热量,W;Gm为蒸发气体质量流量日平均值,kg/s;ρV为试验介质饱和蒸气密度,kg/m3;ρL为试验介质饱和液体密度,kg/m3;Ψ为流量计的校正系数;hfg为试验介质饱和液体的汽化潜热,kJ/kg;Ad为低温杜瓦底面积,m2;△h为液位变化高度,m;△t为实验时间,h。
热锚可以有效改善低温阀的轴向温度分布,所以常被用来减少液氦温区的漏热。设置热锚后4—77船用调节阀K温区的温度梯度变小,77—300船用调节阀K温区的温度梯度变大,漏热量减少可达41.25%[4]。