低温预冷换热规律及表面改性影响研究

调研了低温管路预冷及两相换热的研究现状,阐述了低温预冷瞬态换热特性;介绍了金属表面改性对预冷规律的影响,仿真了低导热涂层管的预冷换热规律。研究发现:液氮预冷主要由膜态沸腾支配,且预冷耗时较长;液氢预冷未见膜态沸腾,预冷耗时更短。促进膜态沸腾向过渡沸腾的更早转化有利于预冷加速,且转化温度迁移可通过内壁表面结构改性实现,可采用的方法包括表面纳米微结构、低导热涂层、增加微肋结构等,讨论了结构改性对换热规律及预冷效率的影响。     

低温液氧在水平管上降膜流动特性模拟研究

为了探索低温液氧在水平管上的降膜流动特性,采用VOF模型模拟计算了不同工质、液氧饱和压力、椭圆率E对液膜厚度的影响。研究结果表明：在近似相等的Ka数下,液氧(Ka=5 382)的瞬时液膜厚度的波动振幅和局部液膜厚度最小,其次是丙烷(Ka=5 387)的、最大是水(Ka=5 344)的。瞬时液膜厚度振动幅度和局部液膜厚度随着Ka数增大而减小。在Re=1 500、D=25.4 mm时,平均液膜厚度在Ka=3 522～6 553范围内的降幅为54%。在E=1～2.5区间,局部液膜厚度随着椭圆率E的增大而减小,但是降低幅度趋缓。拟合了考虑椭圆率的液氧局部液膜厚度关联式,90%预测值和模拟值之间的相对偏差控制在±20%范围内。     

低温燃料贮箱热力学排气系统优化分析与性能研究

介绍了热力学排气系统(TVS)对于未来深空探测事业的重要意义,总结了TVS技术的研究进展。针对套管式换热器,以换热量、换热器内外管出口温差和排气侧压力损失为评价指标,进行多组变工况计算,给出了优化换热器性能的思路与方向。通过一维计算得到了TVS对低温液氢贮箱压力控制的作用效果,计算结果表明:地面工况下TVS能有效控制贮箱压力在设定范围内变化;而在微重力条件下,壁面滞留的液体导致贮箱压力低于控制下限,压力循环周期明显增长。     

低温冷冻靶微管燃料充注流动冷凝特性

低温冷冻靶是惯性约束核聚变装置的关键部件之一。冷冻靶靶丸位于黑腔内部，需要利用微管完成燃料充注。针对燃料在微管内发生气液相变后流入靶丸这一关键过程，研究了微通道流体与常规流体流动传热的差异。基于微通道特性对流体流动传热方程进行修正，同时建立了气液相变模型，对微充气管内燃料充注过程进行了数值计算分析。得到重力和表面张力的影响，在微通道中，重力作用可以忽略，表面张力起重要作用。得到了微尺度效应包括速度滑移和温度跳跃对流动传热过程的影响。对多种充气管结构进行比较分析，为选型提供指导。通过选择不同进口条件和出口条件，对充注量控制和充注条件选择提供了指导方案，实际充注时需要同时提高进口温度和压力，保证连续可控充注。     

CFD技术在板翅式换热器设计中的应用

回顾了计算流体动力学 ( CFD)几年来的发展现状 ,并且介绍了计算流体动力学 ( CFD)技术应用的领域、CFD软件的一般结构以及各种商业软件的特点 ,同时阐明了 CFD技术在板翅式换热器设计应用方面的优越性 ,并指出了我国在 CFD技术研究领域与国际先进水平的差距及进一步开展 CFD研究的方向     

影响压力传感器温度特性的因素分析

压力传感器性能易受温度变化的影响,从而增加了测量结果的误差。文中通过对压力传感器工作原理及结构的介绍,理论分析了影响压力传感器温度特性的因素,并建立一套压力传感器变温校验系统,进而通过实验说明了温度变化对压力传感器信号输出的影响。同时,也对目前国内在低温环境下压力传感器的应用及研究情况进行了介绍。     

工质热物理性质的计算方法及程序设计

文中就工质物性计算程序中常用的公式法和数据库法进行了讨论 ,并着重介绍了公式法的应用原理和编程方法。以低温工质为例 ,介绍了程序计算模块和界面模块各自的特点和相互关系 ,并分别采用 Fortran和 VC+ +两种语言混合编程的方法 ,实现了程序模块间的连接。此方法为DOS和 Windows不同平台间程序的移植提供了借鉴思路     

低温冷冻靶温度动态特性的数值模拟研究

惯性约束聚变点火成功的关键之一在于靶丸内形成均匀的氘氚冰层,靶丸周围的温度场对冰层质量有很大影响.首先通过实验靶系统实验验证了数值计算模型的可靠性,在此模型的基础上,对低温冷冻靶装置的热物理问题特别是温度动态特性问题展开了数值模拟,重点考察冷环温度波动时,温度传递衰减过程的规律以及各影响因素对于温度传递衰减过程的影响.结果显示:冷环温度一定时,填充气体压力降低、填充气体中氦气比例增大,靶丸表面温度均匀性提高;当冷环温度波动时,温度波动的周期减小、振幅减小、填充气体压力升高、填充气体中氦气比例降低有利于控制靶丸表面温度波动;冷环温度波动的周期适中、振幅减小、填充气体压力降低、填充气体中氦气比例提高有利于改善靶丸表面温度均匀性.研究结果对实验中冷冻靶合理配置各参数实现温度控制具有重要参考价值.     

外液化装置的有效能分析

有效能分析是考察流程是否具有先进性、节能潜力是否最大程度利用的方法之一,有效能分析法已经广范应用于能源化工生产当中。文中重点阐述有效能分析方法,针对外液化装置的有效能计算及有效能分析,希望能够促进气体分离行业的发展。