安捷倫真空：低溫儲罐真空絕熱理論基礎

低溫絕熱容器是指用於儲存液氧、液氮、液氬、液化天然氣等低溫液體的壓力容器。此類容器一般需要承受 200K 以上的溫差，如果容器的絕熱效能不過關，低溫液體受熱後過量揮發，輕則會造成浪費，重則由於內壓升高還可能會造成危險。為了滿足低溫儲罐對絕熱效能的超高要求，真空是絕對不可或缺的重要手段。

熱量傳遞的三種方式

只要在物體內部或物體間有溫度差存在，熱能就必然以以下三種方式中的一種或多種從高溫到低溫處傳遞。

熱傳導是介質內無宏觀運動時的傳熱現象。熱傳導在固體、液體和氣體中均可發生，但嚴格而言，只有在固體中才是純粹的熱傳導，而流體即使處於靜止狀態也會由於溫度梯度所造成的密度差而產生自然對流。

熱輻射是所有物體都有的傳熱方式，一切溫度高於絕對零度的物體都會以電磁波的形式向外傳遞熱量。

熱對流指流體中質點發生相對位移而引起的熱量傳遞過程，對流是液體和氣體熱傳遞的主要方式，氣體的對流比液體明顯。

氣體分子：我們不生產熱，我們只是大自然的搬運工

下面是一個低溫儲罐的區域性截面示意圖，左側熱端表示儲罐外壁，它附近的氣體溫度較高，從微觀上看，此處分子的平均熱運動速度較快，這些較快的分子會碰撞其它分子，並透過不斷的碰撞，把速度（宏觀上的溫度）逐步傳遞給右側冷端的分子，並最終傳導到冷端，也就是儲罐內壁。很顯然，氣體分子起到了熱量搬運工的作用。如果冷端和熱端之間的間距以及傳熱的面積固定，該空間內搬運工的數量（宏觀上用氣體的壓力來表示）會直接影響傳熱效率。

抽真空：真空度多高才夠高

抽真空直接減少了熱量搬運工的數量，因此絕熱效果非常顯著。如下圖所示，氣體壓力從大氣壓（1000 mbar）開始下降時，傳熱係數迅速降低，當壓力降低到 0。001mbar 以下時，即使真空度再提高，整體的傳熱係數也不再明顯降低。（在該壓力以下，大部分的氣體分子都已經被抽除，主要依靠熱輻射來傳熱，而熱輻射的效率與真空度關係不大。）因此，一般的低溫儲罐抽真空的目標都會設在 0。001mbar 左右，當然這是儲罐夾層內部的壓力，如果真空計裝在抽氣管道上，目標壓力要設定的更低一些。

多層反射：阻隔熱輻射的利器

在真空下，由於依靠氣體分子熱運動的對流傳熱幾乎降低到零，傳熱主要依靠熱輻射，如下圖所示，在冷端設定面向熱端的多層反射是阻隔熱輻射的有效方式。

多孔結構：讓熱量搬運工暈頭轉向的迷宮

多孔材料中類似迷宮一樣的空隙可以有效地降低“熱量搬運工”的工作效率，平均空隙越小，效果越明顯。因此，低溫儲罐一般都會填充或纏繞多孔的絕熱材料，有些絕熱材料還會同時具有多孔絕熱輻射反射層，以進一步提升絕熱效果。

高真空與多孔結構 魚和熊掌如何兼得

真空和多孔材料都可以有效地提高絕熱效能，然而，多孔結構對抽真空卻很不利：放氣率大，會形成較大的氣體負載；抽氣通道狹窄，流導較小；熱量傳遞困難，不利於內部吸附的水汽蒸發。

為了在採用多孔絕熱材料的同時提高真空度，通常採用熱氮氣置換的方式向多孔材料的內部傳熱，以幫助吸附的水汽汽化；即便如此，仍然需要對腔體進行少則幾天，長則 1-2 周的長時間抽氣；在儲罐生產時，為了提高效率，一般採用多工位同時抽氣的方式，這就要求所採用的真空泵抽速大，並且可靠性高。