低溫工程最新期刊目錄

4 K高效大冷量G-M制冷機(jī)二級(jí)回?zé)崞餍阅苎芯?/B>————作者：周志坡;李?yuàn)W;何韓軍;陶杰;屈方杰;段羅斌;董文慶;

摘要：為了滿足低溫超導(dǎo)、核磁共振成像等領(lǐng)域?qū)τ谝汉�溫區(qū)大冷量G-M制冷機(jī)的需求,對(duì)4 K雙級(jí)GM制冷機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過數(shù)值模擬分析了不同回?zé)崞魈畛浞绞綄?duì)4 K回?zé)崞鲹p失以及性能的影響,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,二級(jí)回?zé)崞魈畛浔壤�鉛:鈥銅:硫氧化釓為5∶2∶3時(shí),制冷性能最優(yōu)。從實(shí)際應(yīng)用視角出發(fā),考察了二級(jí)回?zé)崞鞑煌瑹岫藴囟认碌膿p失及制冷量的變化情況,輸入功6.5 kW,二級(jí)回?zé)崞鳠岫藴囟?0 K時(shí)...

低比轉(zhuǎn)速液氫潛液泵低溫性能研究————作者：穆振東;劉貽雄;紀(jì)晶晶;高彥峰;

摘要：采用試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算方法,研究了自主設(shè)計(jì)的低比轉(zhuǎn)速液氫潛液泵的低溫性能。通過搭建的液氫潛液泵低溫性能試驗(yàn)平臺(tái),測(cè)試了液氫潛液泵在液氮介質(zhì)下的工作特性和水力性能。數(shù)值計(jì)算方法采用SSTk-ω湍流模型分析了液氫潛液泵的流動(dòng)特性,預(yù)測(cè)的水力性能與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明低比轉(zhuǎn)速液氫潛液泵流量-揚(yáng)程曲線較為平坦。在小流量工況下,離心泵流道流動(dòng)分布不均勻,部分流道發(fā)生堵塞,存在大量的大尺度低速旋渦;...

頻率對(duì)熱耦合兩級(jí)脈管制冷機(jī)重力效應(yīng)影響研究————作者：陳振曜;殷旺;惠賀軍;楊偉業(yè);吳亦農(nóng);蔣珍華;丁磊;劉少帥;

摘要：為了削弱脈管制冷機(jī)在不同重力方向下因冷熱端溫差導(dǎo)致的自然對(duì)流問題,探究頻率對(duì)制冷機(jī)重力效應(yīng)的影響。基于二維CFD模擬了各角度下不同頻率的脈沖管內(nèi)部溫度場(chǎng)的及相位的變化,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同角度及頻率下制冷機(jī)制冷溫度的變化。結(jié)果表明:脈管制冷機(jī)在不同頻率下運(yùn)行時(shí),分別在冷端朝向角為120°和150°時(shí)展現(xiàn)出最差的制冷性能。隨著運(yùn)行頻率的增大,高頻壓力波對(duì)自然對(duì)流抑制作用逐漸凸顯,重力方向變化對(duì)于脈管...

LNG大管徑堆積絕熱輸送管道用于液氫轉(zhuǎn)注的可行性數(shù)值研究————作者：陳銳瑩;姜夏雪;徐皓晗;陸新宇;高歌;朱少龍;王凱;

摘要：為了評(píng)估LNG接收站卸液管道用于液氫轉(zhuǎn)注的可能性,采用CFD數(shù)值方法,建立液氫管道熱流固耦合模型,分析了管道所受動(dòng)態(tài)熱應(yīng)力分布與管道穩(wěn)態(tài)漏熱。熱流固耦合分析結(jié)果表明:管道熱應(yīng)力分布與分層流流型具有顯著聯(lián)系,熱應(yīng)力呈現(xiàn)明顯的頂?shù)撞町悺Ｔ撔凸艿涝诜蛛A段預(yù)冷使用低溫氫氣進(jìn)行初步預(yù)冷情況下,轉(zhuǎn)注液氫時(shí)等效熱應(yīng)力能夠滿足液氫轉(zhuǎn)注要求。穩(wěn)態(tài)漏熱分析結(jié)果顯示該型管的堆積絕熱結(jié)構(gòu)外表面漏熱量為16.77 W/m,...

車載液氫氣瓶防過充裝置性能研究————作者：許家琛;邵建琴;金樹峰;李江龍;

摘要：為了使車載液氫氣瓶在服役周期內(nèi)安全運(yùn)行,在其內(nèi)部設(shè)置氣包結(jié)構(gòu)的防過充裝置,并基于CFD多物理場(chǎng)耦合仿真探究了氣包孔徑、加注速率、氣包容積和初始?jí)毫Φ纫蛩貙?duì)防過充裝置的性能影響規(guī)律。結(jié)果表明:氣包孔徑是影響防過充裝置性能的主要因素,氣瓶最終充裝率與氣包孔徑呈正相關(guān):孔徑從2 mm增大到6 mm時(shí),氣瓶最終充裝率由89.4%升高至91.7%,但當(dāng)孔徑超過3 mm時(shí),最終充裝率突破安全閾值,極易引發(fā)過充...

低溫推進(jìn)劑微重力無排氣加注流體熱力態(tài)分布仿真研究————作者：時(shí)睿;吳勝寶;艾立強(qiáng);王磊;馬原;厲彥忠;

摘要：針對(duì)低溫推進(jìn)劑在軌加注中的受注箱無排氣進(jìn)液過程,采用CFD方法開展數(shù)值仿真研究。建立了預(yù)示加注過程壁面溫度分布與箱內(nèi)流體熱力態(tài)分布的二維軸對(duì)稱模型。研究了加注口結(jié)構(gòu)、重力水平、初始溫度等因素對(duì)無排氣加注規(guī)律的影響,結(jié)果表明:(1)常重力下,噴霧棒進(jìn)液結(jié)構(gòu)有利于箱內(nèi)溫度均一,并實(shí)現(xiàn)高充注率液體加注;(2)微重力下,貯箱壓力與液體充注率受加注口結(jié)構(gòu)的影響較弱,無排氣加注前的貯箱初始溫度分布會(huì)顯著影響加...

車載液氫儲(chǔ)罐蒸氣冷屏組合絕熱結(jié)構(gòu)非穩(wěn)態(tài)傳熱特性研究————作者：許張良;譚宏博;吳昊;

摘要：為探究車載液氫儲(chǔ)罐絕熱結(jié)構(gòu)的非穩(wěn)態(tài)傳熱特性,建立了蒸氣冷屏-變密度多層絕熱組合絕熱結(jié)構(gòu)傳熱模型,并耦合確定液氫儲(chǔ)罐內(nèi)狀態(tài)參數(shù),預(yù)測(cè)了蒸氣冷屏對(duì)絕熱結(jié)構(gòu)與液氫儲(chǔ)罐非穩(wěn)態(tài)傳熱特性的影響。研究表明:若液氫儲(chǔ)罐初始?jí)毫��?00 kPa,當(dāng)蒸氣冷屏開啟4 h,再關(guān)閉1 h,再開啟3.05 h時(shí),組合絕熱結(jié)構(gòu)的平均漏熱熱流密度分別為0.887 9 W/m²、0.253 9 W/m

液氫增壓過程超臨界動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變熱物性實(shí)驗(yàn)研究————作者：張春偉;宋坤;余海帥;郭嘉翔;陳靜;李山峰;

摘要：通過測(cè)試液氫儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力和溫度場(chǎng)信息,實(shí)現(xiàn)超臨界轉(zhuǎn)變過程氫物性的間接測(cè)量,同時(shí)對(duì)增壓氫氣的溫度和壓力影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明,在超臨界區(qū)域,溫度和壓力的微弱變化也會(huì)導(dǎo)致氫熱物性發(fā)生較大改變。當(dāng)溫度保持不變而壓力增加時(shí),密度、比熱容、導(dǎo)熱和黏度等參數(shù)都有增加的趨勢(shì);但當(dāng)壓力保持不變而溫度增加時(shí),液氫儲(chǔ)罐底部的過冷區(qū)域熱物性差異較小,而頂部超臨界區(qū)域物性差異較大

多級(jí)串列式脈管制冷機(jī)調(diào)相與功回收研究————作者：馮一寧;朱紹偉;

摘要：為了解決超導(dǎo)電流引線冷卻面臨冷卻溫度梯度大、冷量需求高等問題,同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化脈管制冷機(jī)效率,設(shè)計(jì)了新型的多級(jí)串列式脈管制冷機(jī)。該制冷機(jī)配備三級(jí)冷頭可提供三級(jí)制冷溫區(qū),共同提供冷量,實(shí)現(xiàn)對(duì)電流引線從室溫端至低溫端的梯級(jí)冷卻。同時(shí)前一級(jí)冷頭的膨脹功可作為后一級(jí)冷頭的輸入功回收利用,進(jìn)一步回收功。對(duì)此新型制冷機(jī)進(jìn)行了整機(jī)設(shè)計(jì)與模擬,仿真分析了工作頻率,慣性管尺寸,第一級(jí)冷頭前空容積等參數(shù)對(duì)多級(jí)串列式脈管...

低溫貯箱熱力學(xué)排氣系統(tǒng)兩相換熱器參數(shù)分析————作者：朱仁爍;劉欣;楊勇;

摘要：為提升熱力學(xué)排氣系統(tǒng)(TVS)的控壓性能,建立了兩相換熱器的數(shù)值模型,分析了兩相換熱器管長(zhǎng)和內(nèi)外管直徑對(duì)吸冷量、出口干度和出口溫度的影響,提出了兩相換熱器進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方向。研究表明:兩相換熱器的設(shè)計(jì)應(yīng)該兼顧排氣冷量的利用以及循環(huán)流體的降溫降壓效果,以內(nèi)管循環(huán)流體吸冷量作為優(yōu)化目標(biāo);換熱過程中,內(nèi)管對(duì)流傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于外管對(duì)流傳熱系數(shù),強(qiáng)化外管對(duì)流換熱對(duì)增強(qiáng)換熱貢獻(xiàn)更大;延長(zhǎng)管長(zhǎng)和改變內(nèi)外管...

基于甲烷的二/三元混合改性推進(jìn)劑的泡點(diǎn)計(jì)算————作者：黃平瑞;張春偉;羅泰茗;蘇健;王遙;陳永;楊括;陳靜;

摘要：為探究高沸點(diǎn)甲烷混合改性推進(jìn)劑的最優(yōu)配制方案,對(duì)甲烷的4種二元混合體系和2種三元混合體系,在不同組分比例條件下的泡點(diǎn)溫度進(jìn)行了計(jì)算分析。采用不同的狀態(tài)方程和混合規(guī)則共構(gòu)建泡點(diǎn)計(jì)算模型11套,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估,采用最優(yōu)模型對(duì)混合改性推進(jìn)劑的泡點(diǎn)溫度提升方案展開討論。結(jié)果表明,CH₄+C₂H₆混合體系的泡點(diǎn)溫度提...

低溫氣體液化理論最小功的準(zhǔn)確計(jì)算————作者：王寧娜;王苗苗;曹強(qiáng);王智平;王鵬程;陳昱吉;葛立春;李芃;王博;趙欽宇;王建軍;甘智華;

摘要：為了更新現(xiàn)有的低溫氣體液化理論最小功的準(zhǔn)確數(shù)值,為液化系統(tǒng)的性能評(píng)估提供一個(gè)更為準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn),分析了該理論最小液化功的計(jì)算方法,對(duì)其表達(dá)式進(jìn)行改進(jìn),并應(yīng)用最新的物性數(shù)據(jù),對(duì)低溫氣體液化理論最小功進(jìn)行了準(zhǔn)確計(jì)算。分析結(jié)果表明:隨氣體沸點(diǎn)的降低,計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)的差異有增大趨勢(shì)。在一個(gè)大氣壓下,當(dāng)沸點(diǎn)從239.83 K降至3.19 K時(shí),此差異從0增加到7%。以³He為例,理論最小功...

基于自生增壓管路箱內(nèi)換熱的增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究————作者：曾兆妹;張騰;王佳森;孫善秀;吳姮;馬方超;

摘要：為了提高氫氧模塊運(yùn)載火箭的氫自生增壓技術(shù)的可靠性,解決箱內(nèi)小氣枕狀態(tài)下氫自生增壓溫度過高而導(dǎo)致增壓能力過強(qiáng)的問題,開展了基于箱內(nèi)增壓管路換熱的閉式增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證方案的可行性,建立了試驗(yàn)系統(tǒng),研究了增壓管在液氫和氣氫兩種環(huán)境下,不同增壓流量和溫度工況的換熱性能,獲得了增壓介質(zhì)換熱前后的溫度變化情況。試驗(yàn)結(jié)果顯示:在液氫環(huán)境下,增壓介質(zhì)換熱效果明顯,溫度下降較大;同時(shí)在氣氫環(huán)境下?lián)Q熱前后增壓介質(zhì)...

微通道并聯(lián)耦合TEC的激光器散熱系統(tǒng)研究————作者：趙汶楨;全曉軍;李思雨;王丹;

摘要：為解決高溫環(huán)境下激光器芯片溫度過高、散熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重的難題,采用熱電制冷片（TEC）與微通道結(jié)構(gòu)并聯(lián)耦合的全新冷卻模式,由微通道負(fù)責(zé)主要散熱,TEC進(jìn)行橫向輔助散熱。利用Fluent數(shù)值模擬,系統(tǒng)研究了TEC的安裝高度、空腔結(jié)構(gòu)尺寸（高度、寬度）,以及TEC輸入功率對(duì)激光散熱系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明:在芯片熱流密度為869.57 kW/m²,冷卻水溫40℃的條件下,微通道并聯(lián)耦合...

正仲氫轉(zhuǎn)化催化劑性能實(shí)驗(yàn)研究————作者：范質(zhì);吳俊哲;楊昌樂;曲勝;

摘要：為優(yōu)化正仲氫轉(zhuǎn)化器,取樣某國產(chǎn)鐵基正仲氫轉(zhuǎn)化催化劑,通過正仲氫絕熱轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)測(cè)定催化劑的反應(yīng)速率常數(shù)K,探究了催化劑能催化的最大氫氣空速,研究了活化溫度,催化劑粒度對(duì)催化劑性能的影響。結(jié)果表明:氫氣空速在500—1 600 1/min時(shí),催化劑K值與氫氣空速近似成正比,催化劑K值偏低;在空速2 500 1/min時(shí),催化劑能催化的氫氣量達(dá)到極限,正仲氫轉(zhuǎn)化率93%,K值為2.2 mol/(L·s);...

自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)耦合不同負(fù)載的運(yùn)行特性研究————作者：朱啟魯;張麗敏;羅靖;劉明皓;羅二倉;

摘要：為全面考察自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在外接純阻性、感性、容性負(fù)載和交流母線負(fù)載以及橋式整流器等不同類型負(fù)載時(shí)的運(yùn)行特性,對(duì)自由活塞斯特林發(fā)電整機(jī)系統(tǒng)開展了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明,自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在耦合純阻性、感性、容性負(fù)載時(shí)隨負(fù)載電阻的變化規(guī)律類似,耦合合適的容性負(fù)載時(shí),可獲得最佳的發(fā)電性能。自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在與交流母線負(fù)載和橋式整流器負(fù)載耦合時(shí)動(dòng)力活塞的位移均和母線電壓成正比,可通過改變交流母...

液氫儲(chǔ)罐內(nèi)增壓過程溫度場(chǎng)演化實(shí)驗(yàn)測(cè)試————作者：張春偉;張首蕤;郭嘉翔;陳靜;李山峰;

摘要：由于液氫的易燃易爆特性,目前鮮有采用液氫介質(zhì)的增壓實(shí)驗(yàn),尤其是缺少增壓壓力大于氫超臨界壓力的研究。為此搭建了特定的實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)徑向陣列傳感器組對(duì)不同壓力和溫度下的儲(chǔ)罐內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,獲取液氫增壓過程的溫度場(chǎng)演化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)增壓壓力為1 MPa時(shí),液氫儲(chǔ)罐內(nèi)部自上而下分別為過熱態(tài)、飽和態(tài)和過冷態(tài),且飽和態(tài)層十分明顯;但當(dāng)增壓氫氣壓力大于臨界壓力1.29 MPa時(shí),液氫飽和態(tài)溫度層消失...

液氫潛液泵泵池內(nèi)漏熱及兩相流動(dòng)特性數(shù)值模擬————作者：趙梓棟;王維博;魏愛博;胡赟;張小斌;

摘要：為了探究潛液式液氫泵電機(jī)發(fā)熱引起的氣泡對(duì)泵吸入口流動(dòng)的影響,建立了液氫低溫潛液泵泵池內(nèi)流固耦合兩相流CFD數(shù)值模型,分析了不同泵裝置氣蝕余量（NPSH_a）下泵池內(nèi)三維流場(chǎng)、溫度場(chǎng)及相位分布的瞬態(tài)特性,特別關(guān)注蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡在泵池內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布。研究結(jié)果表明,在不同NPSH_a下,泵池內(nèi)由于電機(jī)發(fā)熱,周圍局部液氫會(huì)氣化產(chǎn)生兩相流,泵池內(nèi)溫度分布與兩相分布保持穩(wěn)...

低溫氫輸送管路Taconis熱聲振蕩數(shù)值模擬研究————作者：張淇棟;厲彥忠;馬原;王磊;艾立強(qiáng);吳勝寶;

摘要：針對(duì)低溫氫輸送管路構(gòu)建二維半開口半封閉管仿真模型,通過初始溫度梯度與瞬態(tài)初始?jí)毫�擾動(dòng)加載,計(jì)算獲得了低溫氫Taconis熱聲振蕩基本特性,并對(duì)比研究了溫度梯度β、熱冷端溫度比α、熱冷端長(zhǎng)度比ξ、管徑和管長(zhǎng)5個(gè)因素對(duì)熱聲振蕩壓力振幅和頻率的影響規(guī)律。結(jié)果表明:低溫氫管路系統(tǒng)存在臨界溫度梯度和臨界熱冷端溫度比,超過臨界值系統(tǒng)會(huì)振蕩。熱冷端長(zhǎng)度比存在兩個(gè)臨界值,在振蕩區(qū)內(nèi),頻率隨ξ的增加而增大,振幅在ξ...

超流氦負(fù)壓換熱器設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究————作者：劉軼倫;何崇超;丁培;盧亮;

摘要：利用分布參數(shù)法,對(duì)用于100 W@2 K低溫系統(tǒng)的繞管翅式負(fù)壓換熱器和板翅式負(fù)壓換熱器進(jìn)行了設(shè)計(jì),質(zhì)量流量為5 g/s。以液氦出口溫度、換熱效率和殼程壓降作為設(shè)計(jì)指標(biāo),初步確定了兩種型式的換熱器尺寸。利用數(shù)值模擬的方式對(duì)該設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了校核,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬與設(shè)計(jì)計(jì)算在換熱計(jì)算上吻合較好,但在阻力計(jì)算上并不匹配。設(shè)計(jì)尺寸下,繞管翅式換熱器性能指標(biāo)為2.239 K、82.6%和68.12 Pa;板翅式換...