Вакуумно-многослойная изоляция криогенных систем

Вакуумно-многослойная изоляция криогенных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ВАКУУМНО-МНОГОСДОЙНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ КРИОГЕННЫХ СИСТЕМ , содержащая ряд отражающих экранов , расположенных на резервуаре с криогенной жидкостью с определенным интервалом между собой, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения теплового потока через изоляцию, часть экранов, близлежащих к резервуару, имеет селективное покрытие , обладающее скачком спектральной степени черноты до больщих значений в области больших длин волн и установлены с интервалом Pj определяемым зависимостью р Ы5 JO .. EI --у, м а остальные экраны установлены на расстоянии fa и Ei друг от друга,определяемом зависимостями р 1,29-101 „ ДТ - « I и если tj , м. 1,21 10 , е м: если где Т -рабочая температура экрана; ДТ -перепад температур между соседними экранами; Т --средняя температура двух сосед (Л них экранов. 2. Изоляция по п. 1, отличающаяся тем, что селективное покрытие имеют 20-30% экранов.

ССМОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСпубЛИН з(Ю F 16 L 5906

143 10 м

1 Т

Ф (21) 3516869/29-08 (22) 25.11.82 (46) 07.11.84. Бюл. № 41 (72) Н. В. Шепелев, В. В. Шалай и В. Б. Масягин (71) Омский политехнический институт (53) 621.643 (088.8) (56) 1. Патент США № 3007596, кл. 220 — 9, 1962.

2. Патент США № 4044911, кл. 220 — 9, 1977 (прототип). (54) (57) 1. ВАКУУМНО-МНОГОСЛОЙНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ КРИОГЕННЫХ СИСТЕМ, содержащая ряд отражающих экранов, расположенных на резервуаре с криогенной жидкостью с определенным интервалом между собой, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения теплового потока через изоляцию, часть экранов, близлежащих к резервуару, имеет селективное покрытие, обладающее скачком спектральной степени черноты до больших значений в области больших длин волн и установ.Л0„, 1122863 А лены с интервалом Р определяемым зависимостьюю а остальные экраны установлены на расстоянии f> и 4 друг от друга, определяемом зависимостями

0 = — —. О- м, если,— «1 и

129 дТ

2 где T — рабочая температура экрана; л T — перепад температур между соседФ ними экранами; Я вЂ” средняя температура двух соседних экранов.

2. Изоляция по п. 1, отличающаяся тем, что селективное покрытие имеют 20 — 30% экранов.

Ф

1122863

Изобретение относится к криогенной технике, конкретнее к устройствам теплоизоляции криогенного оборудования, работающего при «гелиевых» температурах и ниже.

Известны устройства теплозащиты криогенного оборудования, использующие вакуумно-многослойную изоляцию в виде множества отражающих тепловое излучение экранов с низкой излучательной способностью, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Экраны расположены в вакуумированной полости с равномерным шагом и отделены друг от друга теплоизоляционными прокладками, толщина которых и определяет расстояние между ними. Перенос тепла через такую систему осуществляется в основном излучением (1(При уменьшении расстояния между экранами до определенного предела тепловой поток может существенно увеличиться, особенно при «гелиевых» температурах.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вакуумномногослойная изоляция (2), содержащая ряд отражающих излучение экранов, расположенных с определенным равномерным шагом. Расстояние между противолежащими экранами определяется из зависимости где Т вЂ” средняя рабочая температура, К.

Тепловой поток в известной изоляции при использовании для теплоизоляции криогенного оборудования при «гелиевых» температурах увеличивается, за счет того, что часть экранов попадают в область, где тепловой поток зависит от расстояния между экранами. Если температура первого экрана 77 К, а последнего 4 К, то соответственно средняя рабочая температура равна тогда согласно (1) расстояние между экранаа ми должно быть (i jg — 2,47 10 м.

Тепловой поток при таком расстоянии меж. ду экранами увеличивается в 1,94 раза.

При увеличении средней рабочей температуры вакуумно-многослойной изоляции тепловой поток еще больше увеличивается, что ведет к увеличению объема испаривше гося криогенного компонента.

Целью изобретения является уменьшение теплового потока через вакуумно-многослойную изоляцию.

Эта цель достигается тем, что в вакуумно-многослойной изоляции криогенных систем, содержащей ряд отражающих экранов, расположенных на резервуаре с криогенной жидкостью с определенным интервалом между собой, часть экранов, близлежащих к резервуару, имеет селективное покрытие, обладающее скачком спектральной степени черноты до больших значений

5 в области оольших длин волн, и установлены с интервалом 1, определяемым зависимостью

1 45 ..0-3 — — — — — м

Т а остальные экраны установлены на расстоянии Ez и t3 друг от друга,определяемом зависимостями

- — — м если — = — (1

129 10, ЛТ

Т Т

-з

1 21 1О з где — рабочая температур- экрача; дТ вЂ” перепад температур между соседними экранами;

T — средняя температура двух соседних экранов.

Кроме того, селективное покрытие имеют 20 — ЗОО/р экранов.

На чертеже изображено устройство вакуумно-многослойной изоляции.

Устройство содержит защищаемый объект 1, экраны с селективным покрытием 2, зо расставленные с шагом 1, металлические экраны 3, расставленные с шагом Ez и с шагом Ь.

Устройство работает следующим образом

Для уменьшения тепловогс потока к защищаемому криогенному резервуару. экраны должны устанавливаться на строго определенном расстоянии друг ст друга.

Для чисто металлических экранов без покрытия данное расстояние определяется исходя из реального распределения темпе4о ратур по экранам, При этом 70 — 80% экранов должны находиться на расстоянии а у 20 — 30 /о расстояние между противолежа:цими экранами 05.

При таком расположении экранов тепловой поток между двумя соседними экранами минимальный, так как данные расстояния определяются из условия минимума эффективной степени черноты экрана от расстояния между ними в зависимости от перепада температур.

Дополнительное уменьшение теплового потока между соседними экранами достигается за счет покрытия 20 — 30% экранов с большим перепадом температур между соседними экранами селективным покрытием, например окисью алюминия, имею55,цим характеристику спектральной степени черноты экрана в сторону больших расстояний по сравнению с чисто металлическими и требует расстановки экранов 2 с шагом 1 .

1122863

Составитель И. Петоян

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 7819/31 Тираж 912 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Селективные покрытия увеличивают глубину минимума и смещают его в сторону больших расстояний между экранами.

Следовательно, целесообразнее покрывать селективным покрытием экраны, уже обеспечивающие глубокий минимум, с целью получения еще более глубокого минимума. Такими экранами являются экраны, близлежащие к криогенной поверхности и имеющие большой перепад температуры

-- — 1. Большой перепад температуры имеют 20 — 30о/< всех экранов, близлежащих к криогенной поверхности, для них величина - соответственно равна 0,6 — 0,1, в то же время для остальных экранов она менее 0,05.

Таким образом, верхний предел количества экранов 30о/0 определяется тем, что покрытие экранов более 30о/о селективным покрытием не приводит к уменьшению теплового потока через изоляцию. Нижний предел количества экранов 20о/о определяется тем, что если покрывать селективным покрытием количество экранов меньше 20о/о, то это приведет к увеличению теплового потока, поскольку снижается количество экранов, обеспечивающих глубокий минимум теплового потока.

Использование изобретения позволит повысить эффективность теплозащиты криогенного оборудования.