在确定不锈钢在液氮中沸腾换热系数的基础上，结合其在低温下的物性参数，利用有限元分析软件ANSYS对一低温阀门在正常运行和冷态试验状态下的温度场进行模拟与分析。针对冷态试验情况下填料函处出现冻结的问题，提出在阀杆处添加绝热层的方案，继而通过进一步的模拟计算预测了其改进效果。

为研究液体火箭发动机低温阀门铝垫片密封结构在低温工作环境下的密封性能,利用ABAQUS软件建立了该结构的二维轴对称模型,计算了低温工作状态下铝垫片密封表面接触压力的变化,并研究了铝垫片在循环温度载荷作用下接触压力下降的机理。结果表明,在低温工作时,密封垫片与阀门各部件材料线胀系数不同,导致在温度降低时密封面上接触力下降;而铝垫片密封表面上复杂的应力应变状态导致接触压力在温度载荷作用下无法恢复。在温度载荷循环作用下,铝垫片密封面上产生了棘轮效应。垫片的塑性应变在棘轮效应中累积,且最大应力值在棘轮效应中下降;接触力会随着温度载荷循环次数增加逐步降低并在一定周期后保持稳定。提出了采用锥形垫片的结构改进方案,并通过仿真验证了该结构在循环温度载荷作用下保持密封压力的有效性。

低温阀门密封副材料以金属和非金属材料为主,大多属于高分子材料,其性能主要表现为力学性能、磁性能、热性能和工艺特性。对于低温阀门密封质量来说,密封副材料对密封性能具有决定作用。在低温工作中,密封副材料所体现的性能不同于普通材料。本文将简要分析低温阀门密封副材料性能,希望能对低温阀门设计工作有所帮助。

对低温阀门设计中经常用到的金属及非金属材料,通过液氮和液氦浸泡分别模拟液氧温区和液氢温区,利用压力机,研究其常温、液氧温区和液氢温区下材料特性,为低温阀门设计积累数据和经验。

结合工程实际,提出了一种较完整的低温阀门深冷试验装置设计方案,并就装置结构、参数检测、深冷处理机理和低温试验方法等方面的内容进行了探讨。

从结构设计、材料选择、阀门低温性能试验及检验等方面对 LNG 低温阀门展开研究，主要内容包括长颈阀盖结构设计、体腔防异常升压结构设计、防静电结构设计、低温环境下密封结构及防火结构设计、承压部件及内件材料选择、阀门低温环境下检验与试验分析等，为 LNG 低温阀门的产品设计、制造提供有意义的参考。