Разработка и исследование криоадсорбционных "карманов" для теплоизоляционных полостей криогенных систем

• Автор: Чубаров, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

Введение

ГЛАВА 1. Конструкции криоадсорбционных встроенных и автономных

устройств и физические процессы в них

1.1. Конструкции криоадсорбционных карманов

1.1.1. Способы крепления адсорбента на криогенной поверхности

и интенсификация его охлаждения

1.1.2. Криоадсорбционные карманы на основе металло-адсорбентных композиций

1.1.3. Криоадсорбционные карманы на основе пористых теплозащитных экранов для насосов и трубопроводов
1.1.4. Криоадсорбционный элемент с угольной тканью, запеченный в пористую металлическую структуру
1.1.5. Криоадсорбционные насосы для криогенных хранилищ
1.1.6. Основные задачи исследования
Выводы по главе
ГЛАВА 2. Теоретическое описание рабочего процесса в криоадсорбционных устройствах с перфорированными алюминиевыми подложками (ПАП)
2.1. Работа криоадсорбционного устройства с ПАП и угольной тканью в установившемся режиме
2.1.1. Работа криоадсорбционного устройства при откачке определенного объема при постоянном газовом потоке
2.2. Процесс охлаждения экрана из перфорированного алюминия
Выводы по главе

ГЛАВА 3. Разработка и экспериментальное исследование встроенного крио-адсорбционного кармана с перфорированными алюминиевыми подложками для криогенных резервуаров
3.1. Объекты исследования
3.2. Принцип работы композиционного газопроницаемого экрана
из алюминия
3.3. Экспериментальное определение удельной проводимости вариантов композиционных газопроницаемых экранов в молекулярном режиме течения газов
3.4. Экспериментальное определение пыления мелкодисперсным адсорбентом встроенных криоадсорбционных устройств с ПАП
3.5. Определение температуры нижней подложек экрана с ПАП в условиях эксплуатации
3.6. Конструкция встроенного криоадсорбционного кармана
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование встроенных криоадсорбционных устройств с ПАП для криогенных трубопроводов
4.1. Встроенные криоадсорбционные устройства для криогенных трубопроводов
4.2. Криоадсорбционные кассеты с ПАП, исследование технических характеристик
4.3. Экспериментальные стенды, методики экспериментов
4.4. Результаты экспериментальных исследований
4.4.1. Технические характеристики адсорбционных кассет с ПАП.
4.4.2. Откачные характеристики криоадсорбционных кассет с

4.4.3. Оценка себестоимости изготовления кассет с ПАП
Выводы по главе

ГЛАВА 5. Практическая реализация результатов работы
5.1 Конструкции криоадсорбционных устройств (насосов) с перфорированными алюминиевыми подложками и угольными адсорбентами
5 Л .1. Описание конструкций
5.2. Адсорбционные секции криогенных трубопроводов
5.2.1. Результаты экспериментальных исследований адсорбционной кассеты АК5-8 и ее откачивающих элементов
5.3 Конструкции встроенных криоадсорбционных карманов с композиционным газопроницаемым экраном из перфорированного алюминия для теплоизоляционных полостей криогенных резервуаров
Выводы по главе
Основные выводы по работе
Список литературы
Приложения

развить ее поверхность в рабочем положении и уменьшить размеры в три раза при регенерации, что позволяет сделать конструкцию эффективной и компактной.
Обычно адсорбент располагают непосредственно на криоповерхности, для того чтобы он эффективнее охлаждался, быстрее достигалось рабочее давление в теплоизоляционной полости. Однако для эффективной работы слоистой вакуумной теплоизоляции необходимо, чтобы внутри самой изоляции быстро достигалось рабочее остаточное давление. Для этой цели в [44] предлагается запрессовать адсорбент непосредственно в стеклобумагу, прокладываемую между слоями металлизированной пленки - для снижения контактной теплопроводности. В качестве такого адсорбента предлагается использовать активированный уголь и уголь в смеси с 10% алюминиевой пудры. В результате эффективная теплопроводность теплоизоляции достигает значения 3,7-10'2 Вт/м-град.
Для сокращения энергетических потерь при регенерации адсорбента и повышения эффективности работы в [45] предлагается нагреватель выполнять в виде полого цилиндра, установленного в центре сосуда, а адсорбент размещается в полости этого цилиндра и удерживается на его поверхности перфорированной перегородкой или сеткой. Кроме того между цилиндром и емкостью установлены теплоизолирующие вставки. На рис. 1.8 изображена схема емкости.
Емкость содержит наружную оболочку 1 с размещенными в ней теплоизолированным внутренним сосудом 2 с нагревателем 3, например, электронагревателем, в виде полого цилиндра и адсорбента 4. Слой адсорбента 4 размещен в межстенном пространстве между нагревателем 3 и перфорированной трубой 5. Емкость также снабжена теплоизолирующими кольцевыми вставками 6, сообщающими адсорбционный насос с теплоизоляционной полостью 7.