低溫絕熱的工作原理
低溫儲運(yùn)流體被液化并純化到一定水平后就必須設(shè)法儲存和運(yùn)輸。由于低溫液體在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，相應(yīng)推動了低溫儲運(yùn)技術(shù)的迅速發(fā)展。目前低溫儲存容器的規(guī)格繁多，小至1L，大至3600m3，以上，液化天然氣儲槽容積甚至已達(dá)到1x105m3。低溫液體的運(yùn)輸一般有兩種方法。
①用低溫槽車或低溫容器運(yùn)送。該方法機(jī)動靈活，適用于各種場合，但運(yùn)輸費(fèi)用較大，且運(yùn)輸過程中伴有汽化損失。目前國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用如幾百升的移動式儲槽由汽車拖掛或如1.2m3、5m3、 10m3、20m3的低溫槽車。
②管道輸送，其適用于短距離大流量的場合，如液化天然氣的輸送，航天地面站對運(yùn)載火箭的液氫和液氧的加注等。
低溫儲運(yùn)設(shè)備的關(guān)鍵在于其絕熱性能和特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計。往往根據(jù)儲存式或運(yùn)輸式容器的特點來確定其結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用絕熱形式則根據(jù)儲存介質(zhì)和容器體積及所需的絕熱性能來確定。
低溫絕熱原理
“絕熱”并不是完全的熱隔絕，絕熱技術(shù)則是盡可能地把熱量傳遞(導(dǎo)熱、對流和輻射)減少到盡量低的程度。與普通的絕熱(或稱保溫)相比，低溫絕熱在低溫領(lǐng)域具有特別重要的意義。首先，低溫液體的沸點很低，汽化潛熱小，室溫環(huán)境相對于低溫液體來說就是一個很大的熱源；其次，為了獲得低溫液體必須消耗很多能量。因此為了經(jīng)濟(jì)地獲得、儲運(yùn)和使用低溫液體就必須有良好絕熱措施。不僅如此，在一些低溫實驗中，如材料低溫下的熱物性測量等，必須基本上消除周圍環(huán)境的熱影響，因而低溫測量用的某些恒溫器對絕熱技術(shù)也有特定的要求。
低溫絕熱可分為五種類型：
①堆積絕熱；
②高真空絕熱；
③真空粉末(或纖維)絕熱；
④高真空多層絕熱；
⑤高真空多屏絕熱。低溫儲運(yùn)設(shè)備在設(shè)計中選用何種絕熱形式主要取決于成本、可操作性、質(zhì)量及剛度等綜合因素。
熱膨脹率大是剛性泡沫材料絕熱的最大問題。例如，在于-30℃～+30℃溫區(qū)內(nèi)聚苯乙烯泡沫塑料的熱膨脹率為7.2x 10-5/1℃，因而若將泡沫材料充填在一金屬容器的外側(cè)以儲存液氮，則在容器中充入液氮后泡沫材料即裂開，因為其冷收縮較金屬內(nèi)容器大得多。故而一般應(yīng)在泡沫中設(shè)置預(yù)防冷縮裂開的連接，而且泡沫外側(cè)設(shè)置防潮膜如塑料布、邁拉(Mylar)膜等。
粉末型（如珠光砂，又稱膨脹珍珠巖、氣凝膠、軟木等）以及纖維型（如玻璃纖維、礦棉、石棉等）絕熱主要利用材料的多孔性限制氣體的對流傳熱。對于超細(xì)粉末，顆粒間距可能會小于絕熱層中氣體分子的平均自由程，氣體導(dǎo)熱即從常規(guī)的連續(xù)型機(jī)理變?yōu)樽杂煞肿訉?dǎo)熱，因而氣體的有效熱導(dǎo)降低，相應(yīng)粉末絕熱的表觀熱導(dǎo)率下降。
