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高真空多层低温绝热管道抽真空工艺试验研究

作　者: 刘志盈
导　师: 汪荣顺
学　校: 上海交通大学
专　业: 动力工程
关键词: 低温绝热管道抽真空高真空绝热氮气置换
分类号: TK172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着低温技术的发展，低温液体从最早的高端技术的应用逐步向工业生产和民用生活领域渗透。低温液体适用领域的拓展也带动了低温容器和低温管道的设计及制造向着多元化方向改变。LNG作为新能源而快速的发展也带动了低温设备尤其低温管道的需求。因此低温液体输送管道的良好绝热性能的是提高经济效益的关键。抽真空技术是低温真空设备的关键工艺，在低温容器上的应用以比较广泛，但对于低温绝热管道的抽真空工艺的改进还需进一步的研究。本文首先介绍了低温绝热的方式和绝热材料的选择，分析了高真空多层绝热的传热机理，然后确定了低温绝热管道的设计过程，给出了设计过程中各部分的计算步骤，再对低温绝热管道抽真空工艺以及工艺中的关键步骤作了详细介绍。在试验阶段，本文主要对低温绝热管道抽真空工艺的加热、氮气置换和液氮冷阱吸附三个阶段进行了试验验证，通过对管道的常态和冷态真空度、漏放气速率以及表面温度的数据分析，对改进的低温绝热管道抽真空工艺中的氮气置换阶段进行了试验验证，最终确定最优的低温管道抽真空工艺。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第一章绪论  10-12
  1.1 课题的背景及意义  10
  1.2 低温绝热真空管的发展与应用现状  10-11
  1.3 本文的主要内容  11-12
第二章低温绝热输送管道绝热方式与传热分析  12-30
  2.1 绝热方式  12-16
    2.1.1 非真空绝热  12-13
    2.1.2 高真空绝热  13
    2.1.3 真空粉末绝热  13-15
    2.1.4 高真空多层绝热  15-16
  2.2 绝热形式的比较  16
    2.2.1 绝热形式的原理和绝热性能  16
    2.2.2 绝热形式优缺点比较  16
  2.3 绝热形式的选择  16-17
  2.4 真空多层绝热的传热特性  17-23
    2.4.1 真空多层绝热中的辐射传热  18-20
    2.4.2 真空多层绝热中的气体导热  20-21
    2.4.3 真空多层绝热中的固体导热  21-23
  2.5 绝热材料  23-27
    2.5.1 绝热材料的种类  23
    2.5.2 绝热材料的热物理性质  23-27
  2.6 吸附剂  27-29
  2.7 本章小结  29-30
第三章高真空多层绝热低温管道设计  30-41
  3.1 设计条件  30-31
    3.1.1 设计压力  30
    3.1.2 设计温度  30
    3.1.3 载荷条件  30-31
    3.1.4 厚度附加量  31
  3.2 低温管道材料的选择  31-33
    3.2.1 内外管材料的选择  31-32
    3.2.2 波纹补偿器的选型  32-33
  3.3 低温绝热管的结构设计  33-35
    3.3.1 支撑结构  33-34
    3.3.2 多层绝热结构  34-35
    3.3.3 绝热管接头结构  35
  3.4 低温绝热管道的计算  35-40
    3.4.1 低温绝热管的强度计算  35-37
    3.4.2 低温绝热管的吸附剂量的计算  37-38
    3.4.3 低温绝热管的绝热计算  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章真空多层绝热抽真空技术理论  41-53
  4.1 抽空过程的微观解释  41-44
    4.1.1 压力较高时气体中的质量迁移  41-43
    4.1.2 低压下气体的质量迁移  43-44
  4.2 吸附理论  44-48
    4.2.1 吸附现象  44-45
    4.2.2 物理吸附和化学吸附  45-47
    4.2.3 吸附和脱附速率  47-48
  4.3 氮气置换加热工艺在抽真空中的作用分析  48-49
    4.3.1 置换作用  48-49
    4.3.2 加热和席卷作用  49
  4.4 冷阱在抽真空中的理论分析  49-50
    4.4.1 低温捕集  49-50
    4.4.2 冷阱冷凝原理  50
  4.5 真空多层绝热夹层中的气源  50-51
    4.5.1 真空夹层的漏气  50-51
    4.5.2 真空夹层中材料的放气  51
  4.6 真空多层绝热夹层中的抽真空工艺  51-52
  4.7 本章小结  52-53
第五章真空绝热低温管抽真空工艺试验研究  53-67
  5.1 试验目的  53
  5.2 试验装置  53-54
  5.3 加热工艺的试验验证  54-56
    5.3.1 试验过程  54-55
    5.3.2 试验结果分析  55-56
  5.4 氮气置换工艺的试验验证  56-59
    5.4.1 试验准备及氮气置换工艺注意事项  56
    5.4.2 试验过程  56-57
    5.4.3 试验结果分析  57-59
  5.5 冷阱低温吸附工艺的试验验证  59-62
    5.5.1 试验准备  59-60
    5.5.2 试验过程  60-61
    5.5.3 试验结果分析  61-62
  5.6 氮气置换过程中充氮静置时间与抽空时间的比较试验  62-66
    5.6.1 试验准备  62
    5.6.2 试验步骤  62-63
    5.6.3 试验结果分析  63-66
  5.7 本章小结  66-67
第六章总结与展望  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  73-75

高真空多层低温绝热管道抽真空工艺试验研究

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