Conception d'un nouveau tuyau flexible cryogénique isolé sous vide, première partie

Avec le développement de la capacité d'emport des fusées cryogéniques, l'exigence de débit de remplissage en propulseur augmente également.Le pipeline de transport de fluide cryogénique est un équipement indispensable dans le domaine aérospatial, qui est utilisé dans le système de remplissage de propulseur cryogénique.Dans la canalisation de transport de fluide à basse température, le tuyau d'aspiration à basse température, en raison de sa bonne étanchéité, de sa résistance à la pression et de ses performances de flexion, peut compenser et absorber le changement de déplacement causé par la dilatation thermique ou la contraction à froid causée par le changement de température, compenser l'installation déviation du pipeline et réduire les vibrations et le bruit, et devenir un élément de transport de fluide essentiel dans le système de remplissage à basse température.Afin de s'adapter aux changements de position provoqués par le mouvement d'accostage et de délestage du connecteur de remplissage de propulseur dans le petit espace de la tour de protection, le pipeline conçu doit avoir une certaine adaptabilité flexible dans les directions transversale et longitudinale.

Le nouveau tuyau d'aspiration cryogénique augmente le diamètre de conception, améliore la capacité de transfert de fluide cryogénique et présente une adaptabilité flexible dans les directions latérale et longitudinale.

Conception globale de la structure du tuyau d'aspiration cryogénique

Selon les exigences d'utilisation et l'environnement de brouillard salin, le matériau métallique 06Cr19Ni10 est sélectionné comme matériau principal du pipeline.L'ensemble de tuyauterie est constitué de deux couches de corps de tuyauterie, corps interne et corps de réseau externe, reliés par un coude à 90° au milieu.Une feuille d'aluminium et un tissu non alcalin sont alternativement enroulés sur la surface externe du corps interne pour construire la couche isolante.Un certain nombre d'anneaux de support de tuyau en PTFE sont placés à l'extérieur de la couche d'isolation pour empêcher le contact direct entre les tuyaux internes et externes et améliorer les performances d'isolation.Les deux extrémités du joint selon les exigences de connexion, la conception de la structure assortie du joint adiabatique de grand diamètre.Une boîte d'adsorption remplie de tamis moléculaire 5A est disposée dans le sandwich formé entre les deux couches de tubes pour garantir que la canalisation a un bon degré de vide et une bonne durée de vie à la cryogénie.Le bouchon d'étanchéité est utilisé pour l'interface de processus de mise sous vide en sandwich.

Matériau de la couche isolante

La couche d'isolation est composée de plusieurs couches d'écran de réflexion et de couche d'espacement enroulées alternativement sur la paroi adiabatique.La fonction principale de l'écran réflecteur est d'isoler le transfert de chaleur par rayonnement externe.L'entretoise peut empêcher le contact direct avec l'écran réfléchissant et agir comme retardateur de flamme et isolation thermique.Les matériaux d'écran réfléchissants comprennent une feuille d'aluminium, un film de polyester aluminisé, etc., et les matériaux de couche d'espacement comprennent du papier en fibre de verre non alcalin, un tissu en fibre de verre non alcalin, un tissu en nylon, du papier adiabatique, etc.

Dans le schéma de conception, une feuille d'aluminium est sélectionnée comme couche isolante comme écran réfléchissant et un tissu en fibre de verre non alcalin comme couche d'espacement.

Boîte d'adsorbant et d'adsorption

L'adsorbant est une substance à structure microporeuse, sa surface d'adsorption massique unitaire est grande, par force moléculaire pour attirer les molécules de gaz à la surface de l'adsorbant.L'adsorbant dans le sandwich du tuyau cryogénique joue un rôle important dans l'obtention et le maintien du degré de vide du sandwich au niveau cryogénique.Les adsorbants couramment utilisés sont le tamis moléculaire 5A et le charbon actif.Dans des conditions de vide et cryogéniques, le tamis moléculaire 5A et le charbon actif ont une capacité d'adsorption similaire de N2, O2, Ar2, H2 et d'autres gaz courants.Le charbon actif est facile à désorber l'eau lors de l'aspiration en sandwich, mais facile à brûler en O2.Le charbon actif n'est pas sélectionné comme adsorbant pour le pipeline de milieu d'oxygène liquide.

5Un tamis moléculaire a été sélectionné comme adsorbant sandwich dans le schéma de conception.


Heure de publication : 12 mai 2023