Оценка термоциклической прочности баллона с криогенной заправкой
DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-1-37-43
УДК 621.5
Довгялло А.И., Угланов Д.А., Шиманова А. Б., Шиманов А. А.
Ключевые слова: баллон с криогенной заправкой, криопродукт, температурные напряжения, напряжения, обусловленные давлением.
УДК 621.5
Оценка термоциклической прочности баллона с криогенной заправкой
Ссылка для цитирования: Довгялло А.И., Угланов Д.А., Шиманова А.Б., Шиманов А.А. Оценка термоциклической прочности баллона с криогенной заправкой // Вестник Международной академии холода. 2022. № 1. С. 37-43. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-1-37-43
Аннотация
В статье приводится решение задачи определения напряжений в стенке баллона с криогенной заправкой. Для решения использован метод расчета нестационарной теплопроводности в классическом виде с учетом методики нахождения термоупругих напряжений в стенках трубопроводов при условиях теплового удара. Было исследовано влияние толщины стенки баллона и коэффициента теплоотдачи в газовой полости баллона. Анализ полученных данных позволяет заключить, что напряжения в стенках баллона различной толщины на протяжении всего процесса регазификации криопродукта, обусловленные как термическим воздействием, так давлением в баллоне, не превышают величины допускаемого напряжения,а максимальные эквивалентные напряжения в стенке баллона имеют место только в начальный момент времени.Рост напряжений от давления компенсируется снижением термических напряжений за счет выравнивания температуры стенки. В результате уменьшение эквивалентных напряжений приводит к более благоприятным условиям по силовым воздействиям в стенке баллона. Показано, что коэффициент теплоотдачи существенно влияет на время теплового воздействия, при этом термоудар приводит к резким температурным деформациям и, соответственно, напряжениям. Однако следует отметить, что уровень напряжений также ниже, чем при заправке компримированием.
Аннотация
В статье приводится решение задачи определения напряжений в стенке баллона с криогенной заправкой. Для решения использован метод расчета нестационарной теплопроводности в классическом виде с учетом методики нахождения термоупругих напряжений в стенках трубопроводов при условиях теплового удара. Было исследовано влияние толщины стенки баллона и коэффициента теплоотдачи в газовой полости баллона. Анализ полученных данных позволяет заключить, что напряжения в стенках баллона различной толщины на протяжении всего процесса регазификации криопродукта, обусловленные как термическим воздействием, так давлением в баллоне, не превышают величины допускаемого напряжения,а максимальные эквивалентные напряжения в стенке баллона имеют место только в начальный момент времени.Рост напряжений от давления компенсируется снижением термических напряжений за счет выравнивания температуры стенки. В результате уменьшение эквивалентных напряжений приводит к более благоприятным условиям по силовым воздействиям в стенке баллона. Показано, что коэффициент теплоотдачи существенно влияет на время теплового воздействия, при этом термоудар приводит к резким температурным деформациям и, соответственно, напряжениям. Однако следует отметить, что уровень напряжений также ниже, чем при заправке компримированием.
Ключевые слова: баллон с криогенной заправкой, криопродукт, температурные напряжения, напряжения, обусловленные давлением.
English
Русский
