問答題

一種存放液氮的鋼制球形容器如附圖所示。它由兩層同心鋼制球殼（第一層的內(nèi)、外半徑分別為R0、R1，第二層的內(nèi)外半徑分別為R2、R3）及求外的保溫層（內(nèi)、外半徑分別為R3、R4）組成。在第一層球殼及第二層球殼之間（R12）為真空，且半徑為R1、R2的球面拋光良好而可作為理想的反射體。這兩層球殼之間用對(duì)稱布置的4個(gè)圓錐狀實(shí)心柱體支撐（見附圖，w=2.4×10-2sr），其導(dǎo)熱系數(shù)為溫度的線性函數(shù)，并已知：T=50K時(shí)λ=0.05W/（m·K），T=300K時(shí)λ=5W/（m·K）；鋼殼的導(dǎo)熱系數(shù)也是溫度的線性函數(shù)，且T=50K時(shí)λ=5W/（m·K），T=300K時(shí)λ=15W/（m·K）。保溫材料為玻璃棉，λ=3×10-2W/（m·K），可視為常數(shù)。77K的液態(tài)氮存儲(chǔ)于半徑為R1的球容器中，其汽化潛熱r=2×102kj/kg，ρ=808kg/m3。環(huán)境溫度T∞=298K。R0=0.149m，R1=0.150m，R2=0.200m，R3=0.201m，R4=0.300m，保溫層外表面復(fù)合換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h=10W/（m2·K）。試計(jì)算該鋼制球形容器中存放的50%容積的液氮經(jīng)多少天可能全部蒸發(fā)掉。假定過程時(shí)穩(wěn)態(tài)的。


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