冶文莲，马如林，王丽红，张　安（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州　730000）

带搅拌器ZBO低温贮箱长期在轨存储非稳态分析

冶文莲，马如林，王丽红，张安
（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州730000）

针对带搅拌器ZBO低温贮箱在轨工作过程，采用计算流体动力学软件FLUENT对液氢贮箱进行非稳态模拟分析，获得了贮箱内流体的两相流特性以及压力变化规律。低温贮箱的物理模型为贮箱顶部和底部为椭球形，中间为柱段，贮箱顶部换热器连接低温热管，底部采用喷射泵装置。计算结果表明，随着贮箱外部热量的不断导入，贮箱底部和顶部都出现了气泡，并且逐渐增大，流体最高温度和压力不断上升，增压运行至设定值（运行约80 h）后开启喷射泵和低温制冷机，气泡体积均缩小，流体最高温度和压力明显降低（运行约20 min）。

低温贮箱；零蒸发；压力控制

0　引言

由于氢具有燃烧热值高、清洁环保、可储存、可再生等优点，广泛应用于航天飞机、燃料电池等领域。然而，由于氢的沸点很低，给储存带来一定困难。外界环境的不断漏热，使得液氢在储存过程中不断蒸发，导致贮箱内压力的上升。为了控制贮箱压力，需要定期排气，造成经济和能源的浪费［1］。为了实现液氢的无损长期在轨存储，美国NASA的研究者提出了零蒸发（ZBO）的概念［2］，将主动制冷系统、主动混合器和被动绝热结合，实现了液氢的零蒸发损耗（ZBO）存储［3-4］。

在空间低温液体ZBO存储方面，近几年成为相关领域学者的研究热点［5，8］。……