第三节,低温绝热 3.3.低温绝热原理 制33:2堆积绝热 冷 33:3高真空绝热 原。3.34真空粉末(或纤维)绝热 理3.3.5高真空多层绝热 与 333高真空多屏绝热 故3.37各类绝热方法比较 术 83.3.8低温贮运 33.9低温绝热容器的设计方法
制 冷 原 理 与 技 术 第三节 低温绝热 3.3.1 低温绝热原理 3.3.2 堆积绝热 3.3.3 高真空绝热 3.3.4 真空粉末（或纤维）绝热 3.3.5 高真空多层绝热 3.3.6 高真空多屏绝热 3.3.7 各类绝热方法比较 3.3.8 低温贮运 3.3.9 低温绝热容器的设计方法
422 第三节低温绝热 争值 低温贮运流体被液化并纯化到一定水平后 制就必须设法贮存和运输。 冷原理与技术 低温液体的运输一般有两种方法: (1)用低温槽车或低温容器运送。 (2)管道输送 低温贮运设备的关键在于其绝热形式和特 定的结构设计。 4
制 冷 原 理 与 技 术 第三节 低温绝热 ➢ 低温贮运流体被液化并纯化到一定水平后 就必须设法贮存和运输。 ➢ 低温液体的运输一般有两种方法： (1)用低温槽车或低温容器运送。 (2)管道输送 ➢ 低温贮运设备的关键在于其绝热形式和特 定的结构设计
2: 3.31低温绝热原理 争值 “绝热”并不是完全的热隔绝,只是把 制热量传递(导热对流和幅射减少到尽可 冷能低的程度。 原 理 低温绝热可分为五种类型: 少与了“((1)堆积绝热1 技了(3)真空粉末(或纤维)绝热 (2)高真空绝热 术 P (4)高真空多层绝热; (5)高真空多屏绝热。,了 4
制 冷 原 理 与 技 术 3.3.1 低温绝热原理 ➢ “绝热”并不是完全的热隔绝，只是把 热量传递(导热,对流和幅射)减少到尽可 能低的程度。 ➢ 低温绝热可分为五种类型： (1)堆积绝热； (2)高真空绝热； (3)真空粉末（或纤维）绝热； (4)高真空多层绝热； (5)高真空多屏绝热
24 =表38:泡沫绝热材料的表观热导率, 设冷热边界温度分别为77K和300K 泡沫塑料密度(gm)热导率Wm 制冷原理与技术 聚氨脂 0.033 39 0.033 聚苯乙烯 46 0.026 橡胶 80 °0.036 玻璃140.055 硅(石英) 160 0.035 4
制 冷 原 理 与 技 术 表3-8: 泡沫绝热材料的表观热导率, 设冷热边界温度分别为77K和300K. 泡沫塑料 密度(kg/m3) 热导率(W/mK) 聚氨脂 11 0.033 聚苯乙烯 39 46 0.033 0.026 橡胶 80 0.036 硅(石英） 160 0.055 玻璃 140 0.035
o表39粉未或纤维型维积绝热的表观热导率 设冷热边界温度分别为90K和300K 制 绝热材料密度(kg/m3)热导率W/mK) 冷 50 0.026 原 珠光砂 210 0.044 理 气凝胶 80 0.019 与 技 粟。蛭石120 0.052 术 玻璃纤维100025 矿棉 160 0.035 4
制 冷 原 理 与 技 术 表3-9 粉末或纤维型堆积绝热的表观热导率 设冷热边界温度分别为90K和300K 绝热材料 密度(kg/m3) 热导率(W/mK) 珠光砂 50 210 0.026 0.044 气凝胶 80 0.019 蛭石 120 0.052 玻璃纤维 110 0.025 矿棉 160 0.035
Q3:3.2堆积绝热 >堆积绝热一般可分为泡沫型绝热和粉末或 制纤维型绝热两种类型。 冷司x泡沫型绝热材料(如泡沫聚氨脂、泡沫聚苯 原乙烯、泡沫玻璃、橡胶等)为非均质材料,其 理导热率主要取决于其密度以及发泡气体,此外 与 还有绝热层的平均温度。 r ->粉未或纤维型绝热的主要缺点是水泰汽和 术空气能通过绝热层渗入到冷表面,除非设置蒸 汽阻挡层即防潮层
制 冷 原 理 与 技 术 3.3.2 堆积绝热 ➢ 堆积绝热一般可分为泡沫型绝热和粉末或 纤维型绝热两种类型。 ➢ 泡沫型绝热材料(如泡沫聚氨脂、泡沫聚苯 乙烯、泡沫玻璃、橡胶等)为非均质材料，其 导热率主要取决于其密度以及发泡气体，此外 还有绝热层的平均温度。 ➢ 粉末或纤维型绝热的主要缺点是水蒸汽和 空气能通过绝热层渗入到冷表面，除非设置蒸 汽阻挡层即防潮层
3.3:3高真空绝热 采用真空绝热即能消除传热的两个主要因素 即固体导热和气体对流换热 制 冷 两表面之间的辐射传热可由斯蒂芬一玻尔兹 原曼定律描述: 理Q=FF2G41(2-x1) (3-133) 少与“,F2=1 技 对于低温容器 术 11 对于同心球体 4 或圆柱体FA28
制 冷 原 理 与 技 术 3.3.3 高真空绝热 ➢ 采用真空绝热即能消除传热的两个主要因素 即固体导热和气体对流换热。 两表面之间的辐射传热可由斯蒂芬—玻尔兹 曼定律描述： Q = Fe F1−2 A1 T2 − T 4 1 4 ( ) (3-133) 对于低温容器 F1−2 =1 对于同心球体 或圆柱体 1 1 1 1 1 1 F 2 2 A e A = + − ( )
42 ·通过在冷热两表面之间间隔辐射屏(一般 为高反射率的材料)可大大减少热辐射 2 41 制\F (+--1)+(N-1)(--1)+(+ 8 S 冷 原 -(3-135) 理3高真空绝热中,内外容器壳体之间传热量Q ∑与《可表示为: 技 术Q=1824,a0P(-T)(3 k+1 136) ak-1√MT 4
制 冷 原 理 与 技 术 通过在冷热两表面之间 间隔辐射屏 (一般 为高反射率的材料)可大大减少热辐射。 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 F 1 2 N e s s s = ( + − ) + ( − )( − ) + ( + − ) (3-135) 高真空绝热中，内外容器壳体之间 传热量Q 可表示为： Q A k k a P MT = T T + − 18 2 − 1 1 1 0 2 1 . ( ) (3-136)
1·C2 (3-137) a1+(1)(1-a2) ? 制 2 冷式中的a1,a2分别为气体分子在表面的温度适 原用系数(见表310) 2与了若冷表面积A近似等于热表面积4,则一 理 技 aL,· 术 (3-138) a1+a2-a1:a2 4
制 冷 原 理 与 技 术 a a a a A A a a 0 1 2 1 1 2 1 2 1 = + ( )( − ) (3-137) 式中的 分别为气体分子在表面的温度适 用系数(见表3-10) 1 2 a ,a A1 a a a a a a a 0 1 2 1 2 1 2 = + − (3-138) 若冷表面积 近似等于热表面积 A2 ，则
表3-10不同温度下几种气体的a值 温度K氦气Ho氢气(H)氖气CN空气Ai) 3000290290660:≈09 77 0.42 0.53 0.83 1.00 制冷原理与技术 20 0.59 0.97 1 00 1.00 1.00 / 冷。、表3-11计算系数k(W/m2K·Pa) 气体种类N NeHe空气 石与D4003603007~任意<360K 的范围KK77K20K x×101.19311183961298621011114
制 冷 原 理 与 技 术 表3-10 不同温度下几种气体的a值 温度(K) 氦气(He) 氢气( ) 氖气(Ne) 空气(Air) 300 0.29 0.29 0.66 0.8～0.9 77 0.42 0.53 0.83 1.00 20 0.59 0.97 1.00 1.00 4 1.00 / / / H2 表3-11 计算系数 ( / ) 2 K W m K Pa N2 O2 H2 Ne T1 与 T2 K104 气体种类 He 空气 的范围 <400 K <360 K 300～ 77K 77～ 20K 任意 <360K 1.193 1.118 3.961 2.986 2.101 1.114