不同容积低温容器绝热真空瞬间完全失效后传热特性比较

搭建了低温容器在绝热真空瞬间失效后传热研究实验台,分别选择在LN2温度下可凝结气体(Ar和O2)和混合气体(Air)导入两只容积规格和形状不同、但绝热材料层数相同的低温容器真空夹层进行绝热真空失效试验。结果表明,相同绝热材料层数、不同容积规格的低温容器绝热真空瞬间失效后的热流密度非常接近,这为实验结果的推广运用提供了必要的依据。     

阻燃型高真空多层绝热材料性能的实验研究

通过实验研究了用于低温储液罐的阻燃型高真空多层材料的绝热性能,得出了该材料的比热流与层数的关系和工程应用时的最佳层数。结合实验数据进行传热分析,表明:玻璃纤维纸和铝箔构成的高真空多层材料中固体导热和层间残余气体导热占主要部分,绝热性能还有改善空间;绝热层瞬态比热流随大气压力和环境温度的变化而成余弦曲线变化;绝热层有蓄热能力。     

低温输送系统的CO_2冷凝真空绝热方案研究

采用在真空夹层中充注纯度不高的一般工业用 CO2 的方法 ,来研究不同充注压力及不同绝热层材料下低温输送管路中的 CO2 冷凝真空绝热问题 ;分析了 CO2 纯度对绝热层真空度的影响。测量并计算了管路内充满液氮后真空绝热层的真空度、真空绝热层外壁壁温和绝热层的表观导热率。结果表明 ,在低真空绝热夹层中充注工业用 CO2 后 ,得到的真空绝热层绝热效果良好 ,能够满足一般的低温输送管路需求。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热研究

高真空多层绝热低温容器的绝热夹层发生完全的真空丧失事故后,由于自然对流换热的原因,其绝热夹层的漏热量会急剧增加.在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后的传热研究实验台的基础上,使用于燥氮气为破空介质、液氮为低温介质,进行了多次高真空多层绝热低温容器的完全真空丧失实验.重点研究了低温容器液位及绝热材料层数的变化对其...     

槽式太阳能真空吸热管真空夹层热损特性研究

本文基于不同真空压力下槽式真空吸热管环形夹层内的四种不同传热机理,建立了真空夹层内稀薄气体的传热模型,并验证了模型及计算方法的准确性。计算了氢气穿透、漏入空气、玻璃管破裂三种情况下真空吸热管的热损值及玻璃管外壁面温度。分析了吸热管真空夹层内漏入不同气体对吸入管热损值及玻璃管外壁面温度的影响规律。结果表明氢气穿透对吸热管的性能影响最大,空气渗入次之。真空失效将显著的降低集热系统的光热转换效率。     

气体传热对多层绝热性能影响的试验研究

文中通过建立的能进行夹层气体置换的稳态量热器试验系统,试验分析了夹层气体传热对多层绝热材料有效热导率的影响,重点对置换气体种类、气体压强、材料层数及冷热边界温度对多层材料的影响进行试验研究。试验表明在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大,当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,应尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时,分析表明为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

蓄冷能力对液氢贮箱蒸气冷却屏瞬态特性的影响

蒸气冷却屏可有效降低贮箱漏热,延长低温流体贮存时间。为明确间歇性排气下蒸气冷却屏是否有足够的蓄冷能力能够在短时排气过程中充分蓄存/回收低温气体冷量,本文针对液氢贮箱绝热结构建立了耦合真空多层绝热与蒸气冷却屏的瞬态传热模型,研究了间歇性排气下液氢贮箱外部绝热结构和内部气液相的热力参数变化规律,讨论了绝热结构瞬态温度分布随蒸气冷却屏蓄冷能力的变化特性,对比分析了蓄冷能力对蒸气冷却屏绝热性能的影响。     

内部真空度对真空绝热板导热系数的影响

真空绝热板板内真空度是影响真空绝热板绝热性能的关键因素之一,通过合理地降低板内真空度以降低板内残余气体引起的导热,继而以维持其较低的导热系数。在真空绝热板芯材内部埋置微型压力传感器,通过测量板内残余气体压力变化,检测真空绝热板内的真空度,并结合大平板导热仪,获取对应压力下的真空绝热板导热系数。通过实验和理论模型计算得到板内真空度与真空绝热板绝热性的关系,以及得到真空绝热板板内真空度与导热系数的最佳组合。     

层间稀薄气体传热对多层绝热材料性能的影响分析

通过建立的热量传递模型,分析了不同的气体稀薄程度(Knudsen数)时,气体传热对多层绝热材料有效热导率和各层温度分布的影响。分析表明:由多层绝热材料真空度变化引起的稀薄气体传热量波动较大,在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大;当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时分析表明,为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

应用于低温贮箱的变密度多层绝热传热分析

采用Layer-by-Layer传热模型对真空多层绝热结构中的传热过程进行了分析,根据各项(辐射换热、气体导热、固体导热)换热分布情况,提出4区域不同层密度的多层绝热结构,分析了各区域层密度变化对多层绝热性能的影响,得出一个使总热流最小的层密度,研究了其各项换热规律以及受到热边界温度的影响。     

低温容器高真空多层绝热性能分析

高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固体导热及辐射换热所占的比例,换热系数随层数的变化情况,以及真空度对绝热性能的影响,为提高高真空多层绝热性能提供了理论依据。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失的实验研究

突然的、完全的真空丧失是一种可能发生在高真空多层绝热容器上的严重事故。为了保证高真空多层绝热容器的安全使用,真空丧失后的漏热量是进行高真空多层容器设计的一个重要参数。利用一个工业化高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了其真空丧失前以及内筒壁及外筒壁泄露后的传热。结果表明,真空丧失后排放率及漏热量都会急剧增加,但是多层绝热材料仍然起到了一定的保温作用。由于空气中的部分气体在绝热层内部的凝结,导致低温容器外壁泄露后的漏热量远高于内壁泄露后的漏热量。     

ITER装置CTB盒冷屏绝热结构初步设计与分析

根据装置系统对CTB盒的绝热性能要求,文章对CTB盒的真空绝热层的选型、搭接处理和真空度保证措施进行了分析和设计,并分别对辐射传热、固体导热、气体导热的表观传热系数,和绝热结构总的热损失进行了数值计算。经初步检验,该绝热结构的设计是可信的,并且其总的热损失能够满足ITER设计文集的要求,为CTB盒内部冷屏的设计和制造提供了可靠的技术参数。     

低温容器真空夹层中绝热材料放气特性实验研究

绝热材料放气是造成低温容器真空夹层真空失效、绝热性能恶化的主要原因。利用自建的材料放气速率实验装置,对绝热材料的放气特性、残余气体成分及影响因素进行了实验研究。实验结果表明：绝热材料的放气特性曲线符合非金属材料扩散放气模型,残余气体成分包括H₂O、N₂、O₂及CO₂,且主要成分为H₂O;真空夹层内的真空度越高,材料的放气速率越大;材料表面粗糙度越大,其放气速率越大;氮气置换空气的抽真空工艺亦可引起绝热材料的放气速率大幅度提升。     

低温超导磁体杜瓦装置的结构设计与传热分析

介绍了低温超导磁体杜瓦装置的结构设计和传热分析。为了获得有效的超导磁体运行的低温环境,研制了一套采用真空多层绝热、铜辐射冷屏、蛇形排气管结构形式的绝热系统,省去了传统的在内杜瓦外面添加液氮屏的结构,简化了工艺结构,操作方便,绝热效果良好。通过传热理论计算表明,液氦的损耗量小于技术要求的0.9 L/h指标,能够保证超导磁体系统能够在一定的低温环境下长时间的运行。     

真空隔热板在电冰箱隔热保温中应用分析

分析了真空隔热板构造及使用特点,指出了复合绝热体的构成,介绍了研制BCD-186CHS电冰箱中真空隔热板及隔热层厚度分布,进行了聚氨酯绝热材料与复合绝热体的性能比较及在研制电冰箱中应用时的漏热及能耗比较,测试结果表明后者漏热减少12.6%、能耗减少11.4%。指出了真空隔热板在电冰箱隔热保温中的应用方式、注意事项及使用效果,展望了真空隔热板的应用前景。     

气冷屏复合绝热结构传热分析及屏位优化"

由气冷屏、聚氨酯泡沫和变密度多层绝热组成的气冷屏复合绝热结构是一种新型的高效热防护绝热结构,通过对不同环境条件下低温贮箱气冷屏复合绝热结构的传热机理分析,推导了气冷屏复合绝热结构中屏温与屏位的数值计算关系,并在此基础上根据漏热量最小原则对气冷屏复合绝热结构中的屏位进行了优化。结果表明,随着环境条件的不同,气冷屏复合绝热机理不同,气冷屏最优位置也不同。常温常压的地面环境,气冷屏置于SOFI与VD-MLI之间时,低温贮箱漏热量最小,绝热效果最优;真空且温度变化剧烈的空间环境,气冷屏置于VD-MLI最中间时,低温贮箱漏热量最小,绝热效果最优。气冷屏复合绝热结构可进一步降低空间低温贮箱的漏热量,同时能满足地面及空间环境使用要求。     

聚合物表面滴状冷凝传热寿命的实验研究

在滴状冷凝传热寿命测试装置上，对采用离子束动态混合注入（DIMI）技术制备的聚四氟乙烯（PTFE）表面的商状冷凝传热寿命进行了间歇实验测试。满状冷凝已维持约500h（间歇操作总时间为1，000h），实验现象及传热性能趋于基本稳定。同时表明聚合物与金属基体具有较强的结合力。     

直角型高真空多层绝热低温管道热结构耦合分析

纵横交错的低温管路系统中,直角型低温管道使用是不可避免的,由于直角型低温管道结构的特殊性,其热应力分布不同于直管。借助ANSYS Workbench 13.0有限元分析软件,对某低温管路系统一段直角型高真空多层绝热低温管道进行稳态热结构耦合分析,并对最大热应力进行校核。结果表明:绝热结构满足保冷要求,有效减小了管壁热应力;支撑是主要的传热路径,与内外管接触位置附近温度梯度比较大;支撑热应力主要分布在与内外管接触的对角线周围,分布位置呈现对称的特征,最大热应力发生在与内管接触处,值为62.631MPa;内外管热应力主要发生在1200mm的水平内管壁上靠近管口位置,最大热应力为31.075MPa;对内外管和支撑最大热应力进行相应校核,证明该管道是安全可靠的。对同类型低温管道结构设计及支撑位置和数量合理设置具有重要参考价值,同时对低温管道安全运行具有重要意义。     

热泵空调用冷凝器的匹配设计与仿真分析

针对纯电动客车热泵空调用翅片管式冷凝器的匹配设计,利用MATLAB自主编写了一套通用的仿真设计程序,并且在消除冷凝器具体结构影响的条件下,基于谷轮ZW79KAE涡旋压缩机的工作性能,运用该程序仿真分析了设计参数对设计结果的影响。结果表明:冷凝温度一定时,总传热系数和空气流量随空气进出口温差的减小而增大,且总传热系数的增长趋势逐渐减缓,当温差每减小1K时,总传热系数增大约5%,流量增大约15%;空气进出口温差一定时,冷凝器设计热负荷和总传热面积随冷凝温度的降低而增大,当冷凝温度从323.15K降低至318.15K时,总传热面积增大约30%。