过热低温液体停放过程热分层特征分析

针对初始过热充注的液氧储箱内温度分层现象,通过数值模拟对储箱在停放过程中低温工质温度场的变化特征进行研究,同时分析了初始过热度以及漏热形式对温度发展规律的影响。研究表明:常压停放过程中,受到液体初始过热度的影响,储箱内液氧温度呈现从汽液界面至底部逐渐升高的趋势,与实验结果相一致;液体初始过热度越大,相界面蒸发速率越快,同一时刻对应气枕区的温度越低;增加气枕区绝热性能相对于底端绝热更有助于储箱内状态尽快稳定。     

汽油/乙醚喷雾宏观蒸发特性实验研究

本文基于纹影光路在定容燃烧弹中开展了汽油/乙醚混合燃料的宏观喷雾蒸发特性实验研究。通过高速摄像机捕获到亚临界工况(0.5 MPa,349～516 K),超临界工况(3.8 MPa,516 K)的蒸发态喷雾发展过程并提取蒸汽相贯穿距,喷雾锥角以及燃油蒸发率等表征参数。亚临界工况下,研究结果显示低环境温度条件下掺混乙醚可以加快燃料的蒸发速率,而高环境温度条件下掺混乙醚对于改善燃料蒸发速率的影响不明显。当燃油喷雾由亚临界工况转入超临界工况时,纯乙醚的蒸汽相燃料生成速率由于燃料蒸发机制发生改变反而得到抑制。     

大型液氧储罐停放过程中热分层特征分析

数值模拟了大型液氧贮箱停放阶段液氧与气枕区的热分层特征,根据模拟结果分析了液氧贮箱热分层厚度演化规律。结果表明:液氧的温度分层厚度随时间增长先增加后保持不变。外界环境温度的变化会在一定程度上影响着贮箱侧壁处的温度分布,但是对于其温度分层厚度并没有显著的影响。气枕区热分层现象比液氧区更加明显。     

液体火箭发动机液氧箱与预冷回路的耦合计算模型

建立了液体火箭发动机的液氧贮箱与底部预冷回路的数值计算耦合模型,模拟了地面停放过程中贮箱与底部预冷回路的三维非稳态两相流动与传热过程,分析了自然循环预冷条件下液氧贮箱和底部预冷回路中的三维物理场分布及随时间变化规律。结果表明:随着停放时间的增加,液氧的蒸发量增加,停放中后期贮箱内的热传递基本趋于稳定。回流管内的气化导致回流口处的温度一直呈现波动。     

车载移动冷柜系统蒸发器性能研究

基于CFD软件,建立车载移动冷柜系统蒸发器仿真计算模型,并实验验证模型的准确性,选取R134a为工质,计算分析了不同质量流量对柜内温度分布的影响。研究表明:环境温度为305K,质量流量为20kg/m2·s~22kg/m2·s时,运行15min后,箱体内平均温度接近273K;当运行2h后,最低温度约248K,且温度分布均匀;最快冷却速度为0.5h,比国家标准提高了2.5h。     

超临界环境下燃料液滴蒸发的分子动力学模拟

本文采用分子动力学模拟的方法,研究了超临界压力下正十二烷液滴在氮气环境中的蒸发过程,环境温度覆盖了从亚临界到超临界的范围。研究表明,高压下的蒸发过程相对低压下的经典理论有明显偏离,其蒸发速率不符合D2定律的预测;环境压力和温度均对蒸发速率有明显影响,并且环境压力的提高还会使氮气溶解度和界面厚度显著增大。此外,分析还证明超临界环境下气液界面可能会变为连续相,从而使蒸发过程变成扩散主导的混合过程。     

不同工质下热力学排气系统的压力控制及运行特性

以低温贮箱压力控制为目标,建立了热力学排气系统(TVS)和贮箱内流体流动及气液相变过程的数学模型。以18.09m~3低温贮箱在地面工况充注率75%、漏热量0.76W/m~2为例,计算了不同贮存工质(液氢、液氮、液氧)下贮箱自增压过程及开启TVS后对贮箱压力控制的效果。结果表明,相同漏热率下液氢贮箱的气枕升压速率远大于相同充注率下的液氮和液氧贮箱升压速率;TVS运行后三种工质贮箱压力均可有效地控制在165.5~172.4kPa范围内。对比了不同工质热力学排气系统的运行周期、运行时间及排气量等关键参数,同时还分析了贮箱内液体的温度变化规律。     

磁控溅射锆钒合金膜

蒸发成膜合金中的各成分蒸发速率为GA=7．714XAPA（MA／T）^1/2，G4为合金中A成分的蒸发速率，g／cm^2．s；局为合金中A成分的摩尔分数；n为4物质的纯蒸气压，Pa；心为4物质的分子量；T为温度，K。     

含分液小孔气液分离器冷态实验研究

本文以水和空气的混合物为工质模拟两相流,对含分液小孔气液分离器进行变空气流量、入口干度的冷态实验.通过分析各参数对气液分离器漏液速率和气液分离效率的影响来获得一定分液小孔的气液分离器的较佳运行工况.结果表明空气流量大于0.32 m~3/h、入口干度小于0.25的工况下,漏液速率大于0.18 g/s,分离效率在90%以上。     

不同环境温度下蓄冷式冷藏车温度场的模拟研究

环境温度对蓄冷式冷藏车箱体内部温度场与蓄冷材料释冷过程影响较大。本文以Na Cl水溶液为蓄冷材料,通过Solidworks建立蓄冷式冷藏车的物理模型,利用Gambit对物理模型进行网格划分,并采用Ansys软件对车内温度场和蓄冷材料相变过程进行模拟计算。结果表明:随着环境温度的升高,蓄冷板释冷过程加快,释放潜热时间缩短;车箱温度稳定在较高数值,且时间较短。环境温度为303K时,蓄冷材料完全融化为盐溶液需70.2h,车厢温度稳定在293K,维持时间为73.6h。环境温度与冷板温度温差较大,换热量较大,在计算工况下,热流密度为2.75W/h。