高压气瓶对外输气过程的一种简化热力学模型及应用

作者：孙庆国; 王天祥; 陈强; 邱一男

来源：低温与超导, 2019, 47(06): 30-34.

DOI：10.16711/j.1001-7100.2019.06.005

• 高压气瓶
• 对外输气
• 降温效应
• 安全性

航天领域普遍采用工作压力最高可达45 MPa的高压气瓶作为气源,需要时对外输气。对外输气过程中高压气瓶内的气体均会产生明显的膨胀降温效应,降温的气体会将冷量传递给瓶体,对气瓶的安全性可能产生不利影响。本文针对高压气瓶对外输气过程复杂的传热、传质及热力学多变过程,采用虚拟界面的可变容腔建立一套热力学简化模型,以航天领域常用的氮气、氧气、氦气高压气瓶为研究对象,计算并分析了气瓶对外输气过程中降温效应的影响因素及规律,有效解决了多变过程的微分方程解耦问题,并针对膨胀降温效应对气瓶的安全性可能产生的不利影响提出相应对策。