不同容積、不同口徑液氮容器的傳熱量

眾所周知，目前人們所了解到的熱的傳遞有對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射三種方式，從技術(shù)上講，只要能有效地杜絕外界的熱量通過(guò)以上三種方式傳人罐子內(nèi)，液氮罐就能長(zhǎng)時(shí)間的貯存一196。C的液氮，對(duì)于對(duì)流傳熱而言，液氮罐的殼體設(shè)計(jì)成兩層，并把兩層之間的空氣抽掉，剩下的殘余氣體在兩層之間的壓強(qiáng)低于1．3xlO。3Pa時(shí)，其對(duì)流傳熱是基本穩(wěn)定的，可以忽略不計(jì)。目前的工藝手段，要得到這樣的真空度是十分容易的，本文不作討論。液氮容器

從傳熱機(jī)理分析，對(duì)于不同容積或者容積相同而口徑不同的罐子，其在對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射三方面的傳熱量比例是不一樣的（見(jiàn)表1）。

對(duì)于口徑①50mm，容積10L的液氮罐而言，要想盡量減少通過(guò)頸管的熱傳導(dǎo)，除選擇導(dǎo)熱系數(shù)極低的玻璃鋼作頸管材料外，在頸管設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上，要符合傅里葉導(dǎo)熱定律，即：
Q=FF天AT
式中：Q為頸管傳熱量；F為頸管有效傳熱斷面積；L為頸管有效傳熱長(zhǎng)度；F為頸管材料的導(dǎo)熱系數(shù)；AT為頸管冷熱兩端的溫差。

所以，一是減小頸管的有效傳熱斷面積F，二是增長(zhǎng)頸管的有效傳熱長(zhǎng)度L，都能把傳熱量Q值減小。由實(shí)驗(yàn)得知，減小罐子頸管的壁厚必須首先滿(mǎn)足頸管的機(jī)械強(qiáng)度和氣密性要求，否則，會(huì)產(chǎn)生罐子在使用過(guò)程中頸管破裂和極其緩慢的滲漏。在氣密性方面，浙江大學(xué)低溫工程教研室的試驗(yàn)證明，玻璃鋼材料本身的氣密性就存在一些問(wèn)題，雖然采用頸管外表面涂氟涂料或鍍金屬鎳膜可以解決這個(gè)問(wèn)題，但相應(yīng)地帶來(lái)了工藝的復(fù)雜化和增大頸管的傳熱量。如果增長(zhǎng)頸管的長(zhǎng)度L，將隨頸管的延長(zhǎng)逐漸惡化頸管同外殼體連接部的粘接強(qiáng)度，影響液氮罐的使用壽命，同時(shí)也會(huì)增大液氮罐的整體高度和空重，帶來(lái)使用上的不便。

由試驗(yàn)得知，在其它條件不變的前提下，增長(zhǎng)頸管的有效傳熱長(zhǎng)度對(duì)提高液氮罐保冷性能的效果并不理想，另一方面玻璃鋼材料在原材料配方上和制作工藝上都會(huì)對(duì)玻璃鋼的導(dǎo)熱糸數(shù)和機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響。

從技術(shù)角度上看，同容積、同口徑、同結(jié)構(gòu)、同液氮保存天數(shù)的液氮罐以重量輕，體積小的液氮罐技術(shù)先進(jìn)。日本戴亞冷機(jī)工業(yè)株式會(huì)社的液氮罐屬這種類(lèi)型的產(chǎn)品，目前，在國(guó)際上仍處于ling先水平。液氮容器