高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统设计及性能试验

随着高温超导技术的发展,可用于交变电磁场条件下且临界温度高于77K的高温超导线材已经得到商业化应用,液氮温区的高温超导磁体冷却技术也取得了巨大进步。本文作者设计了一种高温超导磁体液氮零蒸发冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,整个试验过程中,液氮无损耗,实现液氮零蒸发功能;系统液氮温度处于70K~77K之间,且温度可控,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;给出了液氮温度与系统净输出冷量的关系,并与理论计算进行了比较;提出了影响系统性能的关键问题。     

一种零蒸发率低温超导磁体系统的研制

介绍了零蒸发率低温超导磁体系统的设计与研制。整个系统主要包含超导磁体与低温冷却两部分。超导磁体使用NbTi线绕制,采用主线圈加补偿线圈的结构,中心磁场强度最大可达5.7T。磁体通过4.2K级G-M制冷机冷却,同时每天可生产约5L液氦。系统自常温开机运行,约45小时后开始生产液氦,液氦液面高于超导磁体2/3时,停止氦气供给。磁体加电闭环运行后,系统可实现静态零蒸发率。     

大冷量气体轴承斯特林制冷机与杜瓦耦合漏热分析

对大冷量气体轴承斯特林制冷机及其与杜瓦耦合方式进行了论述,对插拔式杜瓦耦合漏热损失进行了理论计算及试验分析,结果表明,插拔式杜瓦耦合损失为76.1%,制冷量仅有2 W@80 K。经分析可知,制冷机冷指与杜瓦内胆之间产生的环隙漏热是影响耦合性能的主要因素,通过对环隙采用真空密封方式和减小环隙引起的漏热损失,耦合损失降至16.5%,制冷量提升至7 W@80 K。该耦合方式简单可靠,易于操作,满足制冷机可拆卸更换和维修的工程化需求。     

基于Fluent的列管式换热器性能校核方法研究

结合数值模拟方法和叉排逆流式换热器的工程算法,针对航空用列管式换热器提出了一种性能校核方法。为获得更精确的叉排最大流速,采用Fluent对冷热侧流场进行了分析,并通过一组迭代估算了冷热侧的压差使出口压力边界条件得以确定。数值计算得到的冷热侧流速作为工程算法的输入条件进行后续计算。通过与试验对比发现,该方法可完成对列管式换热器的设计校核,计算结果与实验数据间的误差在工程应用允许范围内。     

逆升压式吊舱涡轮冷却器动力涡轮变工况特性研究

随着现代战机电子战能力的提升,电子吊舱设备发热功率日益增大,采用冲压空气作为冷源的逆升压式电子吊舱环控系统能够为机载吊舱提供充足的冷量。具有膨胀涡轮、动力涡轮、压缩涡轮的涡轮冷却器是逆升压式环控系统的核心部件。针对一种应用于机载电子吊舱的逆升压式空气循环系统进行了关键部件的匹配性能研究,通过改变动力轮进口压力来调节膨胀轮出口温度、压力、流量等参数,实现对环控系统的制冷量的控制,获得动力轮进口压力变化对环控系统性能的影响规律。     

威布尔分布对整体旋转式斯特林制冷机的可靠性计算

介绍了威布尔分布的计算过程,对Thales整体旋转式斯特林制冷机的可靠性试验数据进行了分析,比较了威布尔分布可靠性计算的数值解析法与图估法的计算结果,总结了Thales整体旋转式斯特林制冷机的可靠性计算过程和加速因子的确定,为国内同类产品可靠性试验方案和寿命计算方法提供借鉴.     

高温超导磁体低温氦气冷却系统设计及性能试验

高临界温度的超导材料的出现,使得使用高于液氦温度的低温氦气来冷却高温超导磁体的冷却系统有着广泛的应用前景。设计了一种高温超导磁体低温氦气循环冷却系统,并进行了相关性能试验。结果表明,系统使用温度范围广,可对多种不同临界温度的高温超导磁体进行冷却;系统控温精度较高,为高温超导磁体在特定温度下的性能研究提供了条件;指出了影响系统性能的关键问题。