基于气体轴承斯特林制冷机的低温冰箱

基于斯特林制冷机的低温冰箱具有体积小、重量轻、便于携带运输的优点,同时可以实现+4~-80℃宽温区冷冻冷藏功能。为了提高降温速率,提升冰箱寿命,通过箱体绝热设计、制冷机冷量传输设计及箱内温度均匀性仿真分析等,设计并制作了一台基于2台气体轴承斯特林制冷机对置式布置的低温冰箱样机,搭建测试系统对其性能进行了初步测试。基于气体轴承斯特林制冷机的低温冰箱冷冻腔容积为27L,在不放置样品的情况下,冷冻腔能够在5h内降温至-80℃。     

斯特林制冷机间隙密封冷量损失实验研究

传统的斯特林制冷机回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制斯特林制冷机的使用寿命。间隙密封的应用则可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。设计了一套模拟实验装置,通过实验验证了回热器与气缸壁间隙内气体泄漏率及泄漏引起的冷量损失理论分析的正确性。     

基于MC的差分式低温泵人字形挡板结构分析

差分式低温冷凝泵主要用来维持EAST-NBI内的真空环境,以满足中性束生成与传输过程对真空压力分布的要求。人字形辐射挡板吸收高温壁面的辐射热,冷却到达低温冷凝板的气体。传输几率是影响人字形辐射挡板的一个重要的参数。为了寻求最佳的人字形辐射挡板的结构参数,文中主要利用蒙特卡罗方法,模拟气体分子的运动过程,计算不同参数下人字形辐射挡板的传输几率。根据中性束注入装置的尺寸要求,确定了人字形辐射挡板的具体尺寸。这为进一步优化人字形辐射挡板提供了理论基础。     

斯特林制冷机回热器密封间隙内泄漏率分析

斯特林制冷机回热器采用间隙密封,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了间隙密封式斯特林制冷机间隙泄漏率的数学物理模型,并获得了密封间隙的泄漏率的表达式。     

10W@80K分置式气体轴承斯特林制冷机研究

为了同时满足冷量、重量、振动、寿命以及环境适应性的需求,开展了分置式气体轴承斯特林制冷机的研发。以气体轴承线性压缩机为驱动源,设计了一款大冷量分置式气体轴承斯特林制冷机。优选了制冷机的设计参数,系统研究了制冷机的运行频率、充气压力、降温时间与制冷量的变化规律,进行了相关实验研究,压缩机输入240Wac,制冷机输出性能指标达到10.2W@80K,验证了制冷机设计的合理性。     

HL-2M 装置烘烤系统管路应力的仿真分析与优化

根据 HL-2M 装置烘烤系统管路设计,建立烘烤系统的管道应力计算模型。对烘烤系统管路作初始 支架设计,并采用系统内的最高温度分布,对烘烤系统进行热应力计算,分析管道应力及设备管口载荷。以热应 力计算结果为依据,对管路布置进行优化,并改善支架的设计,对烘烤系统进行应力校核计算,完成烘烤系统可 靠性验证计算,完成了管口位移量计算。     

高频脉冲管制冷机内部交变流动的实验研究

实验测量了脉冲管制冷机实际工作过程中的动态速度波和压力波,得出了小功率情况下及制冷机降温过程中速度和压力波动的幅值和相位的一些规律,对脉冲管制冷机内部气体交变流动的研究和数值模拟以及制冷机的设计具有参考价值.     

吹气抑制气体热效应时管道结构对光传输的影响

 采用吹气抑制气体热效应对光传输的影响时,管道结构会对内通道流场分布产生作用从而影响光传输质量。对比研究了沿几何尺寸相同、光路总长相等的U形和Z形管道轴向吹气的情形。仿真过程中,联合求解标量衍射方程和N-S方程,计算管道对吹气流场的影响以及流场对光束的影响,以远场光斑的峰值功率密度点、能量分布重心点位置的偏移以及Strehl比和b值的变化反映光束质量。结果表明:不吹气时,管道结构对流场的影响远小于气体吸热对流场的影响;吹气时,管道内气体流速较大,管道结构对流场分布的影响比较明显;吹气时,U形管道对光束的影响比Z形管道对光束的影响要小。     

矩形波导中宽带非对称声传输

目前已有的非对称性声传输模型大部分局限于二维模式,无法直接应用于三维实际系统,针对这一问题,文中研究了通过内置非对称几何结构来实现声单向传输的三维管道模型。该几何结构体内引入天然材料——氙气,利用氙气与空气两种天然气体折射率的差异以及结构的不对称,实现声波在管道中的非对称传输,即当声波正向入射时,可通过管道内结构到达另一侧;而当反向入射时,声波无法通过内置的非对称结构。理论计算结果和仿真结果表明声波在三维矩形波导管中的非对称声传输效果和结构的厚度相关:当结构厚度较薄时,可在较宽频带范围内实现声波的非对称传输。此外,该矩形波导设计具有结构简单、透明超轻等特点,为设计新型声波非对称传输器件提供了相应的理论参考。      

脉冲管制冷机蓄冷器的热力学循环数值分析

脉冲管制冷机内部工质气体热力学循环是理解脉冲管制冷机制冷机理的一个重要方面。本文采用拉格朗日方法对制冷机蓄冷器内部气体微团热力学循环进行了数值统计分析,结果表明,对于变频率和充气压力工况,蓄冷器内单位质量气体单位时间内循环换热量和制冷机能达到的最低制冷温度紧密相关。     

结霜工况下的冷风机传热性能试验研究

文中对冷风机在结霜工况下的传热性能进行了试验研究 ,简述了结霜工况下传热系数测试的原理、方法和主要过程。根据实验结果对影响冷风机传热性能的主要因素进行了分析 ,并得出了一些有益的结论     

二氧化碳超临界流体的管内对流换热研究

随着自然工质ＣＯ２研究的进一步发展，系统中气体冷却器的换热问题越来越受到人们的重视，这是因为高的换热效率是提高系统ＣＯＰ的重要因素．本文首先阐明了超临界流体换热研究的处理原则和分类方法，并重新定义了ＣＯ２临界区范围．利用修改的 ＢＷＲ方程计算得出了 ＣＯ２临界区的物性变化规律，并分析了获得超临界换热关联式的理论求解方法．最后，建立了超临界ＣＯ２管内冷却过程的数学模型，为求解其换热规律提供了方法和依据．     

供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响

为探究热泵供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响,保持室外环境温度15.5℃不变,调节热泵供水温度,测试冷却水流量、气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力、压缩机耗功量、系统制热量、气冷器热交换完善度、系统COP的变化情况。结果表明:供水温度由45℃升至85℃,气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力随之增加,冷却水流量随之减小。系统制热量增加了7.3%、气冷器热交换完善度下降了20.0%、系统COP下降了35%、压缩机功耗增加了65.1%。     

自由活塞斯特林制冷机间隙密封技术研究

间隙密封作为自由活塞斯特林制冷机中的一项关键技术,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染,同时由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了层流工况下间隙密封的数学模型,推导了密封间隙的泄漏率。针对自由活塞斯特林制冷机的结构,对三处不同位置的间隙密封分别进行分析,提出了不同位置的间隙密封设计要求。对于直线压缩机的间隙密封,压缩机间隙密封的泄漏会带来压力波损失并同时影响压缩机固有频率;为消除压缩活塞的偏置,要求周期泄漏量为零,对于膨胀机的间隙密封,除了泄漏损失还包括了穿梭损失和摩擦损失等。最后,考虑实际加工和装配工艺的局限性,对间隙密封的偏心影响进行了分析,并对自由活塞斯特林制冷机间隙密封的安装技术和检测手段提出了简单的建议。     

微通道冷却器内流动和传热特性的数值模拟

为满足固体激光器用微通道冷却器的换热要求, 根据冷却器结构分别建立了二维和三维物理模型, 利用计算流体力学方法首先对比研究两者的流动特性, 然后考察雷诺数和玻片生热量对微通道流动和传热特性的影响。结果表明:对于类似大平板间的矩形微通道层流流动区域, 其流动及传热特性可直接采用二维简化模型进行模拟分析;对于重点关注的转捩区, 采用三维模型模拟分析更好;当雷诺数增大到转捩点, 流体的传热效果得到明显增强;随着雷诺数的增大, 玻片生热量对通道内最低压力需求的影响逐渐减小;不同玻片生热量对微通道流动影响不可忽略, 对努赛尔数和通道总压降基本无影响。     

波纹板式空冷器阻力与传热特性实验研究

在可改变风量和热水流量的实验条件下,对波纹板式空冷器的阻力与传热特性进行实验研究。得到了空气侧的阻力降关联式以及两侧的对流换热系数关联式,其适用于热水雷诺数在2000-8000之间、空气雷诺数在2000-10000之间。在相同工况下,比较了波纹板式、光管式和翅片管式空冷器的性能指标,结果表明:迎面风速在2.45-4.1 m/s之间,波纹板式空冷器传热系数达到100-160 W/m2/℃;约比光管式提高70%,但只有以管束外表面为基准的翅片管式传热系数的六分之一;板式空冷器单位体积换热量约是翅片管式空冷器的1.5倍,是光管式的15倍;板式空冷器单位功耗换热量约是光管式空冷器的5.5倍,而翅片管式空冷器与光管式空冷器则相差不大。     

RFQ冷却聚束器的离子引出系统

论述了RFQ冷却聚束器的两种离子引出系统——静电引出和小型RFQ方法的模拟结果，并通过流体力学方法计算了设计中的静电引出系统的氦气流量和系统可能获得的真空度. 研究结果表明：在较低氦气气压时，应该选用小型RFQ引出方法，以获得更好的束流品质，而在较高氦气气压时，只能选用静电引出方法. 另外，由于设计中的RFQ冷却聚束器经常工作于高氦气气压条件下，因此高纯度氦气的回收和再利用是必需的.     

Mathematical modeling of rotation effects on conjugate heat and mass transfer at a high-enthalpy flow around a spherically blunted cone at incidence

Some methods of thermal regime control for three dimensional flows around a body due to the simultaneous impact of body rotation around the longitudinal axis, mass ablative surface, and heat transfer flow in the body shell material are considered. The solution to the dual formulation allows us to take into account the impact of nonisothermal shell wall on the characteristics of heat and mass transfer in the boundary layer. The effect of the body rotation and the injection of cooler gas on the characteristics of heat and mass exchange in a thermal protection material is analyzed.     

螺旋隔板花瓣管换热器的传热强化研究

比较了螺旋用板花瓣管和螺旋隔板低肋管润滑油冷却器和空气冷却器的传热性能,实验结果表明,无论是作为油冷却器,还是作为空气冷却器,螺旋隔板花瓣换热器的综合传热性能明显优于螺旋隔板低肋管换热器,且螺旋隔板花瓣换热器还能节省３０％以上的铜管重量．     

高效率的低温混合工质J-T节流制冷机的试验研究

1JIto节流制冷机是一种结构简单、运行可靠的制冷机械，它广泛地用于工农业生产和国防军事工业之中。采用混合工质的J－T节流制冷机本世纪三十年代就有报道，但由于实验不太成功而没有受到注意，直到1959年，前苏联基辅气体研究所的A．P．Klimeenko教授利用内复叠循环在液化天然气的流程中采用了混合物作为J－T节流制冷循环的工质高效地液化天然气后而得到重视山。70年代，前苏联的另外一批学者M．BTOdyllsky等研究了适合于获得液氮温度的高效率的混合工质p」。他们的研究表明，在液氮温区，采用氮加碳氢化合物或者氟利昂作工质，比采…