小型透平逆布雷顿循环空气制冷机的研制

随着高效紧凑换热器和低温透平膨胀机特别是高速气体轴承透平膨胀机的发展 ,逆布雷顿循环空气制冷机在普冷和深冷领域拥有更广阔的应用前景。为了深入研究逆布雷顿循环空气制冷机系统及其主要部件低温透平膨胀机、换热器的运行性能 ,西安交通大学制冷与低温工程研究所研制了 30 Nm3/ hr小型透平逆布雷顿循环空气制冷机     

基于逆布雷顿循环低温氦透平膨胀机测试平台研制

为了解决EAST低温系统中氦透平膨胀机不稳定性问题和开发新的国产氦透平膨胀机,中科院等离子体物理研究所低温工程研究室研制了低温氦透平膨胀机逆布雷顿循环氦制冷机测试平台,试验平台可以对多种结构类型的低温氦透平膨胀机进行测试,运行效果良好。     

高速透平发电机的特点及相关技术研究

透平膨胀机作为回收能量的设备在能源综合利用方面得到了广泛的应用,随着高速电机技术的发展,采用透平膨胀机直接带动高速发电机发电成为可能。文中比较了高速透平发电机系统相对于传统的透平发电机的优势,介绍了其关键技术,探讨了高速透平发电机的发展方向。     

EAST氦制冷机中透平膨胀机升级改造

现有俄制油气混合透平膨胀机严重制约了EAST制冷机的性能和稳定性,同时鉴于EAST装置对制冷机的制冷量和可靠性要求提高,急需对EAST制冷机中透平膨胀机进行升级改造,以满足系统要求。通过编写FOR-TRAN程序计算新制冷量情况下所需膨胀机参数,并进行压机流量和换热器校核,最后通过国际招标,采购新透平膨胀机。     

逆布雷顿空气制冷机透平膨胀特性研究

为了深入研究逆布雷顿空气制冷机的降温特性与制冷性能,论文首先采用CFX数值模拟方法,对透平膨胀机冷端通流部分的流动与热力学过程进行了数值模拟,进一步对整机的热力性能进行了分析;在此基础上探讨了制动功率对膨胀机降温特性影响;并改进了逆布雷顿空气制冷机综合实验台,采用风机回路闭式循环,进行了定制动压力和定特性比两种典型制动策略下制冷机降温性能的实验研究。结果表明:通过调节风机闭式循环制动压力来匹配膨胀机工况的变化方案可行,理论预测与实验结果吻合较好;透平膨胀机的绝热效率62%,在120 min内制冷机最低无负荷出口温度达到了-170℃;采用透平膨胀机的逆布雷顿空气制冷机具有优异的制冷性能。     

EAST低温系统已研制氦透平膨胀机测试分析

EAST氦低温系统是EAST( Experimental Advanced Super-conducting Tokamak)先进超导托卡马克实验装置重要子系统之一;4 台氦透平膨胀机又是EAST氦低温系统的核心部件.文中主要对已研制出的1台氦透平膨胀机的结构、调试过程与调试结果等进行一些分析,还给出了氦透平的启动过程...     

氦透平膨胀机电涡流制动数值模拟

氦透平膨胀机是氦制冷机或氦液化器的核心部件,其制动方式大致有:风机制动、油制动、电涡流制动等几种形式,相比其它制动方式,电涡流制动具有响应速度快、制动及时、结构简单、制动平稳、有利改善转子结构、易实现全自动控制等诸多优势。本文主要分析了电涡流制动的工作原理,研究了低温环境下电涡流制动的热物理性能。根据低温氦透平膨胀机电涡流制动结构,应用COMSOL Multiphysics建立几何模型,进行初始条件设置和网格划分,数值模拟研究了直流螺线管和电涡流制动的电磁场特性,分别得到其分布规律以及磁通密度变化规律;阐明了低温氦透平膨胀机电涡流形成及制动的机理。     

低温和高温超导电动/发电机发展概述

自1911年发现超导电性起,如何将这种神奇导体应用到与电相关的领域一直是电工科学的焦点之一.目前超导体的应用研究在多个领域取得了实质性进展,处于工业应用的前期,这其中就包括超导电机(含电动机和发电机)的应用.本文以1986年高温超导陶瓷材料的发现为界限,按国别分类,介绍了低温超导电机和高温超导电机的发展历程及研究现状,并对不同类型超导电机的优缺点及其应用前景进行了分析.     

三种膨胀装置不可逆损失的比较

本文利用熵法对涡流管、透平膨胀机及节流阀三种装置进行了研究.通过理论分析说明了在相同的工况下,节流阀的(火用)损失最大,涡流管次之,透平膨胀机最接近等熵膨胀.随着入口温度的升高,涡流管的(火用)效率明显的增大,而其它两个变化不大.研究结果对于膨胀制冷机的研究开发具有一定的指导意义.     

氦制冷系统透平膨胀机的测试

为满足中国散裂中子源(CSNS)工程预期发展及未来工程升级需要,建立了一套氦制冷系统。该制冷系统采用氦透平膨胀机,通过气体绝热膨胀来获得低温。文中介绍了透平膨胀机的设计参数、启动条件和运行情况,并对透平膨胀机运行性能进行了分析。实验表明,氦透平膨胀机的设计满足了CSNC装置对冷量的需求,透平效率高于设计值。     

小型动磁直线电机驱动压缩机研究

建立了小型动磁直线电机压缩机运动理论模型,数值分析结论与实验结果验证了样机的磁路设计,获得了13.0N/A的电机比推力,电机理论效率为78%。压缩机与冷指为Φ10的气动膨胀机进行匹配试验。获得压缩机的最佳工作频率48—50Hz,电机效率71%,电机效率比理论值小7%。     

Noise Control of a Domestic Refrigerator Using a Natural Material Based Composite

This paper studies the acoustics of a frost free three door domestic refrigerator. Then, as a case study, the radiated noise reduction in the refrigerator using a natural material base composite is presented. Composites manufactured out of Jute, which is a plant fiber abundantly and cheaply available in India and Bangladesh are used in the noise reduction in the refrigerator. Mostly in this work, composites made out of felts of jute were used as barriers for noise control of the refrigerator. Measured acoustical, thermal and physical properties of various jute composites are reported. Noise sources in the refrigerator were characterized using sound intensity method and sound pressure level measurements. It is found that the compressor and the evaporator fan are the predominant noise sources. The jute composite treatment done to the refrigerator shell around the evaporator fan reduced the refrigerator noise level by 5 dB and improved its measured sound quality metrics without affecting the cooling performance of the refrigerator.     

有限大低温热源混合工质节流制冷循环特性分析

通过深入分析和比较各种单级压缩混合工质节流制冷循环在低温热源为有限大热源时的热力学性能,揭示了不同循环型式之间的内在热力学关系,阐明了该类节流制冷机能够实现深度制冷的内在原因是利用了制冷机的内部热交换来减少节流制冷机所固有的节流过程的不可逆损失,并用实验进行了验证。     

低温过冷测试平台冷压缩机性能的测试研究

冷压缩机具有工作温度低、尺寸小、功耗低、便于操控等特点,是大型过冷氦低温系统中的关键设备。对低温过冷测试平台的冷压缩机进行测试,方法为采用两台串联的冷压缩机在低温低压下直接抽吸饱和液氦容器,液氦容器内装有电加热器用以模拟超导磁体的热负荷,并调节氦气蒸发速率。测试表明,冷压缩机的稳定工作参数接近设计值,运行过程中冷压缩机始终保持安全运行,未出现喘振情况,液氦容器温度和压力分别达到3 K、22 kPa,满足设计要求。     

常规压缩机混合工质循环气体液化系统研究

小型混合工质低温气体液化系统具有结构简单紧凑、尺寸小型化、投资省、易撬装化、易操作、应用灵活、安全性好等优点,其驱动采用全封闭油润滑压缩机,为常规制冷部件,制造工艺成熟,可市场化采购,成本大大降低。文中介绍搭建的常规压缩机驱动的混合工质低温气体液化实验台,进行了多次实验,并对系统的降温特性、能耗、压缩机性能等进行了测试。实验测试结果表明,常规油润滑压缩机性能稳定、耐用可靠,作为低温气体液化系统的驱动动力是可行的。     

高效室温行波热声制冷机的研究(第二部分:电声压缩机驱动的行波热声制冷机的实验研究)

热声制冷机是利用热声效应将声能转化为热能的新型制冷装置 ,以其环保性及高可靠性等优点吸引着起来越多的科研者。该文研究对象为电声压缩机驱动的室温行波热声制冷机。首先介绍了制冷机的工作原理、设计及加工 ;实验系统建立后 ,改装曲柄 -连杆活塞压缩机 ,使之提供变频的波动压力作为该制冷机的驱动源。初步实验在充气压力 2 .0 MPa、氦气为工质的工况下 ,获得 2 6 4 K的制冷温度     

带有动力涡轮的双轴原理型燃气轮机的研制

描述了一种小型双轴原理型燃气轮机的研制过程。采用离心压气机,向心涡轮,单管燃烧室组成燃气发生器,电机通过齿轮箱由动力涡轮带动。简要介绍了一些主要部件的设计方法,给出了滑油系统和燃油系统原理图。对在研制和实验过程中所遇到的主要问题及其解决方法进行了介绍。经过多次实验表明文中给出的小型双轴原理型燃气轮机能够发出10kW电力,它可用来作为坦克燃气轮机主动力的模拟装置和一些车辆的辅机电站使用。     

低温回热器模型REGEN

回热器是低温制冷机的核心组件,完成回热器的热设计与结构设计等于说完成了回热式低温制冷机设计的主体。通过建立回热器内流体与回热填料的质量方程、动量方程和能量方程并求解可确定制冷机的理论设计性能指标。运用解析方法求解回热器数学物理模型相当困难,因此广泛采用数值求解方法。总结了目前国际上主流的回热器物理数学模型,介绍并比较回热器性能仿真软件REGEN、Sage和DeltaE,重点介绍REGEN的原理、特点、功能和应用等方面,并指出其不足之处和发展方向。     

Sorption refrigeration research at JPL/NASA

Since 1979, long-life, reliable heat-powered sorption refrigeration systems have been developed for spacecraft use at the Jet Propulsion Laboratory (JPL). JPL has successfully built and tested a series of cryogenic sorption refrigeration systems for spacecraft sensor cooling and is presently assembling a −263°C (10K) hydride sorption refrigerator, which will fly on the Space Shuttle in 1994. With the addition of novel regenerative heating techniques, this same technology has more recently been applied to design high efficiency, ground-based adsorption heat pumps. Using actual sorption isotherm data and detailed analytic thermal computer models, analysis has predicted that the cooling and heating COPs will be significantly better than for any other single stage, heat-powered heat pump. Specifically the cooling COP (COP_c) with the new regenerative system using ammonia is predicted to be as high as about 1.16. Recent tests on a single carbon sorbent canister compressor have been performed with R22, R134a, and ammonia. Transient thermal response of the sorption compressor has compared well with computer predictions. With ammonia, the total amount of average cooling from the 0.51 kg bed of carbon has been measured to be about 1038 Btu h⁻¹ (304 W) for a 6 min full cycle including both heating and cooling.