低温加注系统实时故障诊断技术研究

目前,我国一些低温加注系统不具备自动化加注能力,系统效率较低,加注过程具有较大的不确定性,给低温推进剂顺利加注和系统带来隐患。实现加注过程的实时故障诊断,是低温加注过程完全自动化的重要前提和基础。该文提出了低温加注系统实时故障诊断的原理、仿真模型建立方案,以及故障判据的建立及判断方法等。     

第二主族氢化物的高压研究

富氢化合物的压致金属化和超导电性是实现金属氢和高温超导体的有效途径,已成为物理学、材料科学等学科的研究热点之一。从应用上看,富氢化合物是潜在的储氢材料,研究高压下富氢化合物结构和性质变化是提升其储氢性能的有效手段。以典型的第二主族氢化物为例,简要地介绍了第二主族氢化物在高压下的实验与理论研究成果,包括高压结构相变、新结构的稳定性以及金属化机制,并探讨不同的氢构型对压致金属化及超导电性的影响。     

不同构型石墨炔储氢性能的分子动力学比较研究

相关研究表明石墨炔是一种潜在的吸附储氢材料，然而石墨炔有不同的构型，不同构型石墨炔的储氢性能差异及原因尚未明晰。本研究基于分子动力学模拟，对α-GY、β-GY、γ-GY及GDY四种典型构型的石墨炔的吸氢性能进行了对比研究，分析了压力和温度对吸氢性能的影响，并剖析了吸氢性能差异的本质。研究发现β-GY和GDY两种构型的石墨炔吸氢性能在高压下优于其他两种构型，较低的温度有利于提高吸氢能力，而在较高压下提高压力对吸氢能力的影响不大；与石墨烯所要求高压相比，石墨炔在较低的压力下就可以实现高密度的氢气储存，例如α-GY在100 K的温度和0.5 MPa的压力下就可获得ω(H₂)=15.28的储氢密度，因此石墨炔有望成为一种性能更佳的吸附储氢材料。     

MOFs材料低温储氢性能研究用低温恒温器设计

设计了一种用于研究金属有机骨架(MOFs)材料低温储氢性能的低温恒温器。介绍了其设计原理及具体结构。该低温恒温器能够为多种MOFs材料提供低温宽温区范围内的温度环境,且样品更换方便。     

液氧加注系统阀控瞬变危害性仿真研究

对液氧加注系统中的直流式低温截止阀进行二维模型建立,利用FLUENT动网格技术和UDF函数对液氧加注时阀门的关闭过程进行动态模拟,分析管道中低温液氧的瞬变过程,对不同关阀时间和不同加注流量下瞬变压强进行研究,结果表明:关阀所用时间越长、加注流量越小瞬变危害性越小。研究可为液氧加注系统阀门控制提供理论依据,减小低温加注时的不稳定性。     

用于原位中子散射水合物测量装置

能源与环境问题的日益突出,为可燃冰的研究提供了动力。可燃冰的形成机理、储存及利用,都与其结构性质紧密相关。为了研究可燃冰结构,需要加工一套可以维持可燃冰低温高压环境的低温恒温器。通过恒温器设计及压腔设计,实现了低温高压的耦合,最低温50 K,最高压力20 MPa。经过在通用粉末衍射谱仪(GPPD)测试,成功观察到了可燃冰的衍射峰。测试结果显示,所研制的高压低温恒温器运行稳定可靠,温度梯度较小,控温精度高,可以满足可燃冰中子散射实验需求。     

基于等效电路低温推进剂加注系统固有频率分析

系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率,该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律。研究表明,加注系统的固有频率与加注管道长度有关,在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了22.5%,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小。研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据。     

低温水平加注管路系统预冷过程实验研究

低温管路系统的预冷过程主要依靠人员的经验进行控制,对预冷过程的判定缺乏有效的量化指标。主要通过对低温加注管路系统预冷实验,对低温管路内的温度变化情况和管内的低温介质流态进行测量和分析,为准确判断低温加注管路完成预冷提供理论依据。     

非晶态合金与氢相互作用的研究进展

非晶态合金在力学性能、耐磨耐蚀性、磁性等方面比传统晶态合金具有显著优势,是一类有优良应用前景的新型结构与功能材料.非晶态合金与氢相互作用可以产生很多有趣的物理化学现象和应用.本文从物理基础和材料应用两个方面评述非晶态合金和氢相互作用的研究进展,在物理基础研究方面,从氢在非晶态合金中的存在状态出发,讨论氢在非晶态合金中的溶解、分布、占位和扩散等相关物理问题,进而分析氢对非晶态合金的热稳定性、磁性、内耗、氢脆等的影响.在材料应用研究方面,对非晶态储氢合金、非晶态合金氢功能膜、吸氢改善非晶态合金的塑性和玻璃形成能力、氢致非晶化、利用非晶态合金制备纳米储氢材料等方面的研究进展进行评述.最后总结并展望有关非晶态合金与氢相互作用的研究和应用.     

扁平绕带式低温高压容器绝热性能分析和计算

扁平绕带式低温高压容器是一种新型低温液体贮存设备 ,由内外两层容器组成 ,内筒体的外壁焊有液氮预冷夹套。平均蒸发率是衡量扁平绕带式低温高压容器绝热性能的重要指标。文中在分析其传热过程和壁厚温差影响因素的基础上 ,提出了一种计算其蒸发率的工程方法 ,并结合1 0 m3液氢储罐设计实例进行了计算。结果表明扁平绕带式低温高压容器具有良好的绝热性能 ,适用于重要介质的低温贮运     

低温推进剂温度测量的线性化处理研究与应用

通过对铂电阻温度传感器的低温特性研究及其在运载火箭低温加注管道中的热平衡状态仿真,分析影响低温推进剂温度测量精度的关键因素,并采用线性化处理和补偿的方法进行误差修正。实践表明,该方法有效提高了测量精度,实现了综合测量误差小于0.25 K的目标。     

紧凑式低温换热器研究进展

介绍了紧凑式低温换热器的研究进展,对低温换热器传热机理研究中所存在的问题以及新型低温换热器的研制进行了详细分析,对现有换热器优化设计方法进行了比较,给出了作者的一些观点,为低温换热器的设计及以后的进一步研究提供参考。     

新型轻质储氢材料的第一性原理原子尺度设计

综述了近几年涌现出的一批新型轻质储氢材料,包括：碳纳米管、金属有机框架多孔材料、Al/B系复杂氢化物、金属-氮-氢系、金属有机复合物等,对其中采用第一性原理研究所取得的成果和最新的进展做了介绍,并结合实验结果做了应用分析.总结了各轻质储氢材料关联,为各种储氢材料设计之间提供了可以相互借鉴的方法,以便发展新的研究思路. 关键词： 储氢材料 第一性原理 从头算 密度泛函理论     

单壁BN纳米管和碳纳米管物理吸附储氢性能的理论对比研究

采用巨正则蒙特卡罗方法(GCMC)研究了单壁氮化硼纳米管(SWBNNTs)和单壁碳纳米管(SWCNTs)的物理吸附储氢性能,主要对比研究了纳米管的管径、温度和手性对二者物理吸附储氢量的影响. 研究结果表明：在低温下,SWBNNTs的物理吸附储氢性能优于相应的SWCNTs;但是随着温度的升高,二者的物理吸附储氢性能差别越来越小,在常温下,SWBNNTs不具备有比SWCNTs更强的物理吸附储氢性能,而是和相同条件下的SWCNTs相差不大,只是在高压下的物理吸附储氢量稍稍大于SWCNTs,并给出了合理的理论解释 关键词： 巨正则蒙特卡罗方法(GCMC) 单壁氮化硼纳米管(SWBNNTs) 单壁碳纳米管(SWCNTs) 储氢     

金属有机骨架材料MOF -5宽温区储氢性能模拟研究

金属有机骨架材料(MOFs)是一种新型的储氢材料,对氢气的吸附存储有较大的潜力.文中对MOF -5材料在低温至常温宽温区(77K～300K)范围内的吸氢性能展开理论研究.采用巨正则系综蒙特卡罗方法(GCMC)模拟不同温度和压力下氢气在MOF -5材料中的吸附等温线,并结合吸附位点来分析MOF -5材料在低温宽温区范围内...     

液氢加注系统低温管道中的两相流仿真与分析

在液氢加注输送过程中,由于其具有低温和高压的特性,极易产生气液两相流,而使管道发生过压故障.因此,对液氢管道的仿真研究有着重要作用.文中对裸态和防护后的液氢管道进行建模计算,并通过AMESim软件的两相流库对氢物理属性和管道模型进行仿真分析,然后对系统的对液氢输送管道进行了应用改进与分析.仿真结果表明:液氢在裸管道中输...     

常压低温等离子体消毒灭菌的研究

常压低温等离子体的消毒灭菌作为一种新型的消毒方法,由于其具有安全、简便、低温和快速等优点,正日益受到人们的重视和研究。文章综述了常压低温等离子体消毒灭菌的研究进展,包括了实验装置、实验条件及消毒灭菌机理,还介绍它在环境工程、食品加工等方面的应用前景。     

间歇泉现象研究对低温推进剂加注系统的启示

通过对国内外研究现状的归纳与分析,介绍了关于间歇泉研究的进展和成果,并对抑制间歇泉方法进行了对比分析,阐述了各种方法适用于低温加注系统可行性,并提出了开展低温加注系统间歇泉研究的思路,为低温加注间歇泉危害性分析以及加注系统设计等方面的研究提供了理论支撑,为以后的研究奠定了基础。     

单壁碳纳米管低温及常温下储氢行为的模拟计算研究

采用巨正则系综蒙特卡罗方法, 通过含有此方法模块的GULP软件, 系统地研究了扶手椅式单壁碳纳米管在低温和常温下的储氢性能, 给出了5种半径的扶手椅管在液氮温度(77 K)和常温(280 K)下的吸附等温线, 同一管径在不同温度不同压强下氢分子在碳纳米管中的分布构型图等. 对77 K和280 K下不同压强不同管径的碳纳米管储氢能力做了较为全面的对比分析, 最后根据模拟计算的结果, 对碳纳米管储氢能力的强化提出了一些建设性意见.     

低温液体充填管路的数值计算

在低温液体的管路输送中,充填过程是一个使管路热负荷大幅减少的预冷却阶段,了解其特征规律非常重要。本文通过建立一维模型,对水平液氢加注管的预冷过程进行了数值计算,求得了各时刻管路的壁温分布,以及预冷却过程所用的时间。初步分析了低温液体充填管路过程中,管壁与工质的温度分布特点,以及管路长度、管径与加注流量对预冷却时间的影响。