Г.И. Абрамов, В.М. Бродянский. Хранение и транспорт ожиженных газов

3. Высоковакуумная изоляция

д) Пример расчета №1

Жидкий азот (Т₂=77,36K) хранится в сосуде с высоковакуумной изоляцией (Т₁=300K). Сосуд выполнен из меди; обращенные друг к другу поверхности, участвующие в теплообмене, полированы электролитическим способом. Тогда из табл. 1-4 ε₁ =0,036 [Значение степени черноты для полированной меди при температуре поверхности 300K - 0,03 умножено на 1,2, так как величина 0,03 соответствует нормальной степени черноты.] и ε₂ =0,015. Примем значение F₁/F₂=1,2 и найдем из (1-8а) величину приведенной степени черноты системы; она равна 0,0094. Предположим, что при сборке наружная ограничивающая поверхность загрязнилась и ее степень черноты возросла до 0,05 (на ~40%). Приведенная степень черноты системы стала равной 0,01. По сравнению со случаем чистых поверхностей тепловой поток излучением к жидкому азоту увеличился в 0,01 / 0,094 = 1,07 раза, т.е. на 7%

Рассмотрим второй вариант - при сборке загрязнилась внутренняя поверхность сосуда. Степень черноты ее возросла на те же 40% и стала равной 0,0209. Приведенная степень черноты будет равна 0,0103. Тепловой поток к жидкому азоту увеличится в 0,0103 / 0,094 = 1,11 раза, т.е. на 11%

Данный пример показывает, что особое внимание при сборке сосудов Дьюара необходимо обращать на состояние внутренней поверхности.

ж) Пример расчета №2

Рассчитать приток тепла к сферическому алюминиевому сосуду диаметром 1 м, содержащему жидкий водород под атмосферным давлением (Т₂=20K) и заключенному в сферический алюминиевый кожух диаметром 1,4 м, находящийся при температуре Т₁=300K. Изоляция - высоковакуумная, поверхности полированы, теплоприток остаточными газами не учитывается. Значения ε₁ =0,03 и ε₂ =0,015. Определяем отношение поверхностей:

По формуле (1-8):

По формуле (1-4)

ε_ПР = 0б0066 Вт = 6,7 ккал/ч. (1-4)

Пусть между наружным и внутренним контейнерами расположен сферический экран диаметром 1,2 м, охлаждаемый жидким азотом (Т_Э=77K, ε_Э =0,018). Определим теплоприток в этом случае

Ослабление теплового потока по сравнению со случаем отсутствия охлаждаемого экрана

Следующая страница: 1-4-a. Вакуумно-порошковая и вакуумно-волокнистая изоляция