车载LNG焊接绝热气瓶绝热性能测试的压力梯度法研究

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1、车载LNG焊接绝热气瓶绝热性能测试的压力梯度法研究AStudyonthePressureGradientMethodforInsulationPerformanceTestofVehicle-usedLNGCylinders学科专业：化学工程研究生：黄小宇指导教师：谭蔚教授企业导师：王泽军教授级高工天津大学化工学院二零一柒年十一月万方数据万方数据中文摘要车载LNG焊接绝热气瓶采用高真空多层缠绕绝热结构，被大型车辆作为LNG燃料箱使用。它属于特种设备，在《中华人民共和国特种设备安全法》中规定应进行定期检验，但由于目

2、前国内未出台相应的定期检验与评定标准，检验工作一直未开展起来，其主要原因是没有适合于此类气瓶绝热性能评定的检测方法。参照相关的制造标准只能进行静态日蒸发率的检测，但该检测方法对于在用车载LNG焊接绝热气瓶过于复杂且很难实施。因此，研发在用车载LNG焊接绝热气瓶的绝热性能的新检测方法一直是国内外专家学者重点研究的问题。本文提出了一种可间接对在用车载LNG焊接绝热气瓶绝热性能进行检测的方法-压力梯度法。该方法是利用气瓶自然升压的特点，利用瓶内介质直接作为测试介质，以瓶内压力升高的速率（压力梯度）作为评价绝热性能的特征

3、指标。论文设计并建立了压力梯度与日蒸发率的相关性及等效换算数学模型，以LNG与液氮为介质，实验研究了基于液氮为实验介质条件下，对称重法与压力梯度法得出的静态日蒸发率，结果表明所建立的模型与实验结果吻合较好，验证了模型的正确性与压力梯度法的稳定性和可靠性。通过实验及等效换算数学模型分析，对影响压力梯度法得出等效静态日蒸发率的因素进行了偏离分析，结果表明环境温度的升高会直接影响瓶内压力上升速率；充满率对检测结果的影响基本与称重法的影响效果一致，即随着充满率的减小而减小；大气压力对气瓶内部的影响极小。分析了压力梯度法测

4、得的等效静态日蒸发率值小于称重法测量值的原因，主要是吸收的热量中除转变为等效换算数学模型中的热量外，还有一小部分热量转换为内胆温升等其他能量形式。但从实验结果表明压力梯度法与称重法的实验数据趋向性是一致的，两者得出的数值偏离都是在可控范围内，能够为检验标准的制定能够提供数据参考。关键词：车载LNG焊接绝热气瓶；蒸发率；等效静态日蒸发率；压力梯度法万方数据ABSTRACTLNGWeldinginsulatedcylinderwasusedasLNGfuelcontaineronlargevehicleswhichh

5、asathermalinsulationstructurewithhighvacuumandmulti-layerwinding.Itisaspecialequipment,andmustbeperiodicallyinspectedfollowing‘SpecialEquipmentSafetyLawofthePeople'sRepublicofChina’.However,asmatteroffactthattherearenocorrespondingstandardsforitsperiodicinspe

6、ctionandassessmentinChina,andtheinspectionworkhasnotbeencarriedoutyet.Themainreasonisthatthereisnosuitabledetectionmethodfortheassessmentofthisthermalinsulationperformance.Referringtotherelevantmanufacturingstandards,onlythestaticdailyevaporationratecanbemeas

7、ured,butitistoomuchcomplicatedanddifficulttoimplementinWeldinginsulatedcylinderonvehicle.Therefore,anewdetectionmethodofthermalperformanceforLNGWeldinginsulatedcylinderonvehiclehasalwaysbeenthekeyresearchissuesbyexpertsathomeandabroad.Inthispaper,agradientmet

8、hod-pressuregradientmethod–whichcanindirectlydetectthethermalinsulationperformanceofinsulatedcylindersforvehicleLNGisproposed.Themethodisbasedonthecharacteristicsofthenaturalpressureriseo