液氢储罐是氢存储型加氢站的关键存储设备,为了深入研究其结构设计及使用工艺流程,文中对30 m3液氢储罐进行了热性能分析。根据预冷过程的工艺流程分析结果,探讨进口介质流量、降温速率、预冷时间之间的相互影响规律。利用数值仿真模拟储罐低温氢气预冷过程中的罐内温度场、流场分布情况,为今后实际工程中预冷过程进口物料控制策略提供参考。

采用CFD技术，对不同气枕压力下液氢贮箱内部物理场进行数值模拟，选择Boussinesq模型解决浮升力的影响。研究表明：气枕压力会对贮箱内部温度场与速度场产生重要影响。箱内流场随气枕压力的增大而明显减弱；气枕压力越大，贮箱顶部与底部区液氢温度越高，而压力对中部区液氢温度的影响随时间发生变化；在近壁区，热边界层厚度及温度分布受气枕压力影响较弱；边界层速度最大值及出现位置均随气枕压力的升高而降低。

低温加注系统中的弹状流可能引发各种非稳现象,造成低温液氢传输管路的破坏。针对垂直管路内气液两相流实验化困难的问题,运用建模仿真的方法建立了竖直管路中弹状流气泡的运动模型,模拟了弹状氢气泡在流动液氢中的上升过程,并对其运动速度进行了研究。仿真结果表明：弹状氢气泡在流动液氢中运动时,其速度模型中的速度系数与流体的速度有关,当雷诺数从220上升到6 380时,其系数的值从1.83下降到1.14;在未充分发展的弹状流系统中,气泡间距对气泡速度分布有着影响,其上升速度随着气泡间距的减小而增大。