深冷高压环境下往复式液氢增压泵室力学性能分析

邱月; 王晓珍; 杨坤; 任吉超

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.005

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (3) : 51 -61. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.005

深冷高压环境下往复式液氢增压泵室力学性能分析

邱月, 王晓珍, 杨坤, 任吉超

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摘要

在能源转型的背景下，氢能源凭借清洁性、可再生及高热值等优势，成为备受瞩目的研究焦点。液氢增压泵作为液氢储运系统中的核心设备，其泵室在深冷高压环境下的力学性能对系统的安全性与可靠性至关重要。本研究运用理论计算与数值模拟相结合的方法，研究了深冷环境下液氢增压泵室的力学特性。利用拉梅方程等计算了泵室的热应力与弹塑性应力；通过数值模拟分析了液氢增压泵室在不同温度、内压下的应力分布特性，与理论结果一致。结果表明：深冷条件下泵室内壁应力分布较常温条件下更均匀，但受内压影响敏感性降低；当活塞处于泵室不同位置时，深冷条件下泵室最大应力集中于内壁，活塞接近泵室底端时由于挤压效应会出现应力回升。研究结果可为液氢增压泵室极端工况的设计与优化提供一定的理论和仿真支撑。