液氢储存低温绝热技术研究进展

液氢储存具有单位体积储氢密度高、长距离输送成本低等优势。但液氢储存是将氢气冷却到-253℃进行液化后储存在绝热容器中,故对储存容器的低温绝热性能要求极高。本文围绕液氢储存被动绝热和主动绝热技术,通过文献调研的方式回顾了当前液氢储存低温绝热技术的研究进展,介绍了不同绝热技术的原理,比较了不同绝热技术的适用范围,分析了目前不同绝热技术中存在的瓶颈问题和不足之处,总结了各绝热技术未来的发展趋势。本文可为液氢储存低温绝热技术的发展提供参考。     

火箭低温推进剂加注过程中的静电防护研究

静电放电作为一种近场自然危害源,给人类造成了重大损失和危害。目前火箭低温推进剂主要有液氢、液氧、液氮等,而液氢的静电防护又尤为重要。重点研究了液氢在加注过程中的静电防护:总结了静电产生的种种危害,从氢物理特性和液氢加注原理2个方面,详细分析了液氢加注过程中的静电起电机理,根据液氢加注过程中的实际情况,从技术和管理角度提出了有针对性的静电防护措施。     

液氢中空气溶解度预测及氮—氧存在模式研究

为探析空气在液氢中的溶解极限及氮氧分子的存在模式，采用正规溶液模型(SH模型)和改进的正规溶液模型(MSH模型)对空气在液氢中的溶解规律开展了理论预示。为解决溶解度参数在靠近临界温度附近取值不合理的问题，提出一种新型溶解度参数求解方法，实现了SH模型在18.0～32.5 K液氢温区空气溶解规律的准确预测。基于实验数据的对比修正，提出了适用于预测液氢中气体溶解规律的MSH模型。结果发现：氮气、氧气、二氧化碳、水在液氢中的溶解度分别为10^-8、10^-12、10^-51、10^-89摩尔分数量级，差异极大。空气在液氢中的溶解规律与存在模式随着空气量的增大而存在3种不同形态：完全溶解的氮、氧分子；氮气完全溶解而部分氧分子结晶析出；氮、氧均部分结晶析出，且固空颗粒中的氮氧比例逐渐接近空气中比例。研究应可为液氢系统的安全设计提供理论指导。     

美军造型怪异的“鬼眼”无人机曝光

正最近,由美国波音公司研制的"鬼眼"无人侦察机曝光。该机翼展46米,有效载荷205千克,双引擎使用的燃料是液氢。全尺寸"鬼眼"能够在1.9万米高空不受气候影响而连续飞行10天。"鬼眼"能够全天候监视数千平方公里的区域,如果它能满足计划要求,"鬼眼"将以更低廉的成本提供"卫星式"覆盖。"鬼眼"既能商用也能军用,在大范围自然灾害发生时,可为救援提供可靠的帮助。     

A heat-driven thermoacoustic cryocooler capable of reaching below liquid hydrogen temperature

A "double-gas acoustic amplifier" is introduced to couple a thermoacoustic heat engine and a two-stage pulse tube cooler in this paper. Compared with previous acoustic amplifiers, this new acoustic amplifier maintains the function of amplification for pressure amplitude. In particular, the novel acoustic amplifier with a reservoir makes it possible to install an acoustic transparent but gas blocking elastic membrane between the engine and the cooler. Thus, the engine can use nitrogen as the working gas to work at low frequency; and meanwhile, the cooler can still use helium as the working gas to maintain its high performance. With this new amplifier, the cooling temperature of a two-stage pulse tube cooler driven by an energy-focused thermoacoustic engine reached 18.7 K.     

航天低温推进剂供应系统技术在液化天然气领域的应用分析

本文主要介绍了火箭发动机试验推进剂供应系统所采用的先进低温技术,并对LNG领域的低温技术的需求情况进行了调研,通过分析,认为可以把航天领域先进的低温技术应用于LNG领域,从而取得民用化的巨大社会效益。     

液氢加氢站及其关键装备的发展现状及展望

为了更好地了解液氢加氢站系统和各个关键装备的发展现状，助力我国氢能基础设施的建设，首先给出了液氢加氢站不同发展时期的工艺流程，对氢尤其是液氢的压缩、气化、储存、运输、加注过程与加氢站风险研究分别进行了介绍，最后展望了未来我国液氢加氢站及其关键装备的发展，为液氢加氢站的规模化应用提供参考。     

氢的高压与液化储运研究及应用进展

氢能是优势显著的可再生能源,大力发展氢能是我国实现碳达峰、碳中和发展目标的有效途径.我国支持、鼓励制氢、储氢、加氢基础设施的建设,氢能产业已经进入快车道.在氢能全产业链中,氢储运环节成本占比高达30%,是最为关键的一环.技术、经济性、可靠性和安全性都是氢储运技术发展需要考虑的影响因素.物理储氢是目前唯一可大规模商用的存储技术,其中高压气氢储存具有氢充放速度快、成本低等优点,低温液态储氢具有体积能量密度大、加注时间短等优点.氢的输运主要依靠管道运输和交通工具搭载氢储罐运输,其中管道运输是满足未来巨大氢能需求的有效途径.高压气氢储运和低温液氢储运是较为成熟且具有规模应用潜质的技术.本文从储存技术原理、储存设备、运输方式、应用情况以及安全标准等方面对高压和液化氢储运的研究进展进行了介绍.最后,总结了氢储运现状和面临的主要问题,提出了未来氢储运技术发展的建议,展望了氢能应用的广阔前景.     

传感器对"发现号"航天飞机有多重要

“发现号”航天飞机升空之前,曾于原定发射时间前2.5h之时突然取消发射,原因是其轨道飞行器亦即航天飞机主体上的燃料传感器发现了故障。“发现号”航天飞机的外挂燃料箱上装有4个传感器,用于确保主要引擎在飞行上升过程中能够适时关闭。如果至少2个传感器显示液氢燃料减少,航天飞机的3个主要引擎便会关闭,     

气相低温高压储氢密度和能耗的理论分析及比较

如何安全、高效、经济地储存氢气已成为氢能利用进一步发展的瓶颈.传统储氢手段,如室温高压储氢、液化储氢、金属氢化物储氢等存在或储氢密度低、或液化功率高、或需高温加热再生释氢等问题.为此,本文提出一种在氢气临界压力之上的低温高压储氢方式,可在压力不必太高,温度不必太低的情况下实现储氢释氢过程.分析发现,综合储氢密度及储氢能耗, 3种物理储氢方法优劣为:低温高压储氢室温70 MPa储氢液化储氢;在储氢压力10 MPa以上存在单位储氢能耗下的储氢密度极大值.本文推荐低温高压储氢参数为:50 MPa,100 K;45 MPa,100 K; 40 MPa, 90 K; 35 MPa, 80 K; 30 MPa, 70 K,其储氢密度在62.3～65.3 kg/m~3之间.