任金平， 于春柳， 任永平， 张 琪

(1.陇东学院化学化工学院， 庆阳 745000； 2.兰州理工大学石油化工学院， 兰州 730050)

1 引言

随着探月工程、空间站建设和补给、火星探测计划等项目的实施，人类对深空的探测不断深入，低温液体推进剂的贮存期也不再是几天、几周，而是几个月甚至数年时间，不但要满足运载火箭短时间发射阶段的使用要求，而且要适应航天飞行器长时间在轨阶段任务的需要[1]。 液氢、液氧、液态甲烷等低温液体作为一种清洁的推进剂，含有人类空间生存必须的碳、氢、氧等物质，在未来深空探测中具有广阔的应用前景。 由于低温液体自身沸点温度很低，在地面停放阶段和在轨运行阶段均会蒸发产生蒸发气(Boil off Gas， BOG)，且随着蒸发气的不断产生，容器内压力和温度升高，对容器产生了不利影响[2－3]。 在太空微重力环境下，低温液体的气液界面长时间是相互掺混的，气液存在状态和位置也不确定[4－5]，为保持容器内压力稳定，采用蒸发气排出技术十分困难，而且蒸发气排出一方面缩短了低温液体贮存周期，另一方面造成燃料浪费和太空环境污染，同时对航天飞行器在轨运行姿态控制产生很大危害[2，6－7]。 因此，有必要对低温液体的蒸发量进行控制，对容器内蒸发气进行有效处理。

从20 世纪60 年代开始，NASA 针对上述问题开展了深入的理论分析、数值模拟和试验研究[7]。 国内外针对上述问题的研究主要集中在先进绝热结构及材料、热力学排气技术和主动制冷技术3 个方面。……