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摘要：针对球罐预冷过程中所面临的冷量消耗大、热应力风险高等问题，论文以2000 m3液氢球罐为研究对象，建立三维数值模型，采用CFD方法对球罐预冷过程开展仿真研究，分析了预冷介质种类、喷淋环结构及出口位置等因素的影响，对比了两种喷淋环结构的预冷效果。研究结果表明：相较于液氢预冷时罐内所形成的对称流场，液氮预冷时形成的非对称流场能够加速壁面高温区域的冷却，抑制局部过热现象，壁面最大温差极值仅为液氢预冷的54.22%。喷淋环直径和喷嘴数量主要通过改变预冷介质分布和调节喷嘴间距来影响预冷过程，新型双层喷淋环结构通过空间分层设计，增大喷嘴间距，减少低温BOG间的相互干扰，从而提高预冷均匀性，其壁面最大温差相比单层喷淋环降低了13%。
文章目录
0引言
1 模型建立
1.1 物理模型
1.2 CFD数学模型
1.3 模型验证
2 结果及分析
2.1 预冷介质对球罐预冷的影响
2.1.1 液氮预冷罐内流场分布及温度变化
2.1.2 液氢预冷罐内流场分布及温度变化
2.1.3 液氮与液氢预冷对比分析
2.2 喷淋环结构及出口位置的影响
2.2.1 喷淋环直径的影响
2.2.2 喷嘴数量的影响
2.2.3 出口位置的影响
2.2.4 新型双层喷淋环结构
3 结论
