上海交通大学：《低温原理及应用》课程教学资源（课件讲稿）第12讲 低温绝热技术及低温贮运设计

图 上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 低温原理及应用 第12讲低温绝热技术及低温贮运设计 2018年春季 黄永华博士、教授 六漏 答疑： 邮箱huangyh@sjtu.edu.cn;电话：34206295 或预约办公室：机动A楼432室

低温原理及应用 第12讲 低温绝热技术及低温贮运设计 2018年春季 黄永华 博士、教授 答疑: 邮箱 huangyh@sjtu.edu.cn ; 电话: 34206295 或预约 办公室：机动A楼432室

1.低温绝热技术的应用 (1)低温的保持 敞口常压低温杜瓦容器 奶2 自增压低温杜瓦容器

（1）低温的保持 1. 低温绝热技术的应用 敞口常压低温杜瓦容器 自增压低温杜瓦容器

(2)低温液体贮运 立式和卧式罐体 92299 带自增压装置 汽化器

（2）低温液体贮运 立式和卧式罐体 汽化器 带自增压装置

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，其适用于短距离大流量的场合，如液化天 然气的输送，航天地面站对运载火箭的液氢和液氧的 加注等。 绝热性能 结构设计 选用绝热型式则根据贮存介质和容 根据贮存式或运输式容器的特 器体积以及所需的绝热性能来确定。 点来确定其结构设计

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，其适用于短距离大流量的场合，如液化天 然气的输送，航天地面站对运载火箭的液氢和液氧的 加注等。 选用绝热型式则根据贮存介质和容 器体积以及所需的绝热性能来确定。 绝热性能 结构设计 根据贮存式或运输式容器的特 点来确定其结构设计

(3)低温实验系统 Dewar View windows Camera Lighter Lvaive bm 低温绝热管路 低温容器 实验器件

（3）低温实验系统 低温绝热管路 低温容器 实验器件

2、低温绝热类型及原理 “绝热”并不是完全的热隔绝，而是尽可能地把热量传递（导热、对 流和幅射)减少到尽量低的程度。 (1)堆积绝热 (2)高真空绝热 低温绝热五种类型 (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 各类绝热方法比较 低温贮运 低温绝热容器的设计方法

2、低温绝热类型及原理 (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 低温绝热五种类型 各类绝热方法比较 低温贮运 低温绝热容器的设计方法 “绝热”并不是完全的热隔绝，而是尽可能地把热量传递（导热、对 流和幅射）减少到尽量低的程度

2.1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。 微孔橡胶绝热管套 >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。 聚氨脂保温板 > 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。 泡沫玻璃材料、玻璃棉

2.1 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。 微孔橡胶绝热管套 聚氨脂保温板 泡沫玻璃材料、玻璃棉

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(kgm3) 热导率(W/m-K 聚氨脂 11 0.033 39 0.033 聚苯乙烯 46 0.026 橡胶 80 0.036 硅（石英） 160 0.055 玻璃 140 0.035

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/m-K) 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

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) 50 0.026 珠光砂 210 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

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

2.2 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一玻尔兹曼定律描述： Q=FF20A (T-T) (3-133) 对于低温容器 F2=1 对于同心球体或圆柱体 F 1

2.2 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      ( )