气体传热对多层绝热性能影响的试验研究

文中通过建立的能进行夹层气体置换的稳态量热器试验系统,试验分析了夹层气体传热对多层绝热材料有效热导率的影响,重点对置换气体种类、气体压强、材料层数及冷热边界温度对多层材料的影响进行试验研究。试验表明在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大,当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,应尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时,分析表明为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。     

航天器多层绝热材料的非稳态传热分析

根据反射屏能量平衡建立了多层绝热材料的非稳态传热方程。以双面镀铝涤纶薄膜为研究对象,在不进行预处理、表面印花处理两种实验条件下,得到了绝热材料中各反射屏温度随航天器飞行过程中的具体数值变化规律。最后,在特定的两个时刻分析了绝热材料的当量热导率及其分量,发现残留气体导热约占70%。     

高真空多层绝热夹层稀薄气体传热分析

为研究多层绝热夹层稀薄气体传热特性及其对绝热性能的影响,建立了全压力范围气体导热模型,分析了气体种类、真空度、层密度、温度等因素对绝热夹层气体导热系数的影响规律.同时,结合直接蒙托卡罗(DSMC)方法验证了模型的准确性.结果 表明:温度对气体导热系数影响显著,真空度高于20 Pa时导热系数随温度的升高而逐渐减小,低于2...     

阻燃型高真空多层绝热材料性能的实验研究

通过实验研究了用于低温储液罐的阻燃型高真空多层材料的绝热性能,得出了该材料的比热流与层数的关系和工程应用时的最佳层数。结合实验数据进行传热分析,表明:玻璃纤维纸和铝箔构成的高真空多层材料中固体导热和层间残余气体导热占主要部分,绝热性能还有改善空间;绝热层瞬态比热流随大气压力和环境温度的变化而成余弦曲线变化;绝热层有蓄热能力。     

真空下气固界面的传热

已知对于真空下的传热稀薄气体起着非常重要的作用。该文给出了稀薄气体在不同克努曾数区域下的气 -固界面间的传热表达式 ,这些表达式中包含了气体反射系数和热适应系数。文中讨论了平行平板、同轴圆柱表面和同心圆球表面的情况 ,给出了不同传热区域热流依照克努曾数倒数关系变化的数值计算结果     

压缩性和稀薄性对微通道气体流动换热的影响

本文对于微通道内稀薄气体二维可压缩滑移流动建立了数学模型,采用连续介质流动控制方程与壁面速度滑移和温度跳跃边界条件相组合描述该问题,并利用SIMPLE算法求解,所得结果与文献进行了对比,在相同条件下得到了较高的一致性.文中利用该计算模型的计算结果分析了气体的压缩性和稀薄性对微通道气体流动的影响,结果表明在所计算工况下稀薄性的影响更大。     

多层绝热材料规模化干燥处理时温度场的测试与分析

对大批量处理多层绝热材料的大型专用干燥箱满负荷运行时工作区域的温度场进行测试,通过温度分布和温度场均匀性的分析,得出了最高温度发生点的位置与成因以及影响温度场均匀性的主要因素,并对温度的控制方法、多层材料的布置方案和干燥设备的改进提出了建议。     

多层隔热体的法向热性能研究

利用电输入式平板型量热器， 对多层隔热体的法向热性能及温度分布情况进行了实验研究． 得出了多层隔热体的法向温度分布曲线， 其法向有效热导率为１０－ ４Ｗ ·ｍ － １·Ｋ－ １．     

具有局部稀薄气体效应的高超声速尖锥气动加热特征研究

以微钝尖锥为飞行器前缘模型,采用基于分子运动论的DSMC方法模拟不同前缘曲率半径的尖锥在高超声速来流下的气动热环境,计算驻点热流率,并与Fay-Riddell公式和其他修正理论作对比,研究具有局部稀薄气体效应的高超声速尖锥气动加热特征及其变化规律.发现修正的Cheng参数适合作为工程上判断驻点区域稀薄气体效应影响大小的判据.     

ITER馈线系统CTB盒冷屏多层绝热结构传热性能的实验研究

线圈终端盒(CTB)是保证ITER装置可靠运行的关键部件之一,为磁体系统与低温车间、电源大厅、数据采集系统和低温控制元件提供4.5K的超低温工作环境。线圈终端盒(CTB)内部设有80K冷屏,以吸收室温环境对其内部工作空间带来的辐射热负荷,在杜瓦和冷屏中间,设有30mm的真空多层绝热夹层。首先采用量热法和称重法,对多层绝热试件进行了热性能测试,然后分别与理论分析和CTB原型件系统实验结果进行对比,得出了CTB盒中多层绝热结构的热性能参数,为下一步大规模生产提供了有力的技术支持。     

On the combined heat transfer in the multilayer non-gray porous fibrous insulation

A detailed numerical modeling is performed to investigate coupled heat transfer of natural convection, radiation and conduction in high-temperature multilayer thermal insulation (MTI), which consists of high-porous, non-gray semitransparent fibrous materials and reflective foils. Radiation within fibers, radiation between fibers and the reflective foils, conduction within fibers and convection from the fibers to the surrounding fluid are considered. Macroscopic (porous media) modeling is used to determine velocity, pressure and temperatures fields for fibrous insulation with a random packing geometry under natural convection, whereas the radiative transfer equation (RTE) is used to solve the radiative heat flux for non-gray materials. Key features of the macroscopic model include two-dimensional effects, non-gray radiative exchange, and the relaxation of the local thermodynamic non-equilibrium (LTNE). This model was validated by comparison with experimental data and it was used to investigate natural convection of coupled heat transfer in multilayer insulation, numerical results showed that natural convection is more likely to occur when the heated/cooled rate is low, while natural convection can be ignored in simulating steady-state coupled heat transfer in MTI.     

低温容器高真空多层绝热性能分析

高真空多层绝热性能对于低温容器的应用与安全至关重要。文中依据逐层导热计算模型,对高真空多层绝热低温容器的气体导热、间隔材料的固体导热和反射屏的辐射换热进行了分析计算,给出了多层绝热层中每一层的温度分布情况,气体导热、固体导热及辐射换热所占的比例,换热系数随层数的变化情况,以及真空度对绝热性能的影响,为提高高真空多层绝热性能提供了理论依据。     

The role of the dynamic pressure in stationary heat conduction of a rarefied polyatomic gas

The effect of the dynamic pressure (non-equilibrium pressure) on stationary heat conduction in a rarefied polyatomic gas at rest is elucidated by the theory of extended thermodynamics. It is shown that this effect is observable in a non-polytropic gas. Numerical studies are presented for a para-hydrogen gas as a typical example.     

Influence of container material on the heat transfer characteristics of nanofluids

The average and local thermal conductivity measurements of water-based Ag-nanofluid held in polypropylene and metallic containers using transient hot-wire method revealed a new phenomenon. The local thermal conductivity of water-based Ag nanofluid measured at different locations of containers was found to depend strongly upon the metallic container, but not on the polypropylene container. Similar observations have been found in water-based NiAl nanofluid, but not in water-based Al₂O₃ nanofluid. In contrast, this phenomenon was not observed for ethylene glycol-based Ag nanofluid, possibly due to the insignificant charge on the container wall, which partly explains the diversity in thermal conductivity by different researchers.     

空间屏打孔多层隔热材料热计算模型

分析了空间屏打孔多层隔热材料中导热和辐射的复合传热问题,在一定假设的基础上,根据反射屏能量平衡方程,建立了反射屏稳态温度计算模型和投射辐射数值分析模型。结合AD I法,对两个方程组进行迭代求解,得到材料屏间投射辐射热流和反射屏的温度。将文中模型的预测结果与文献中实验值进行比较,验证了模型在工程上应用的可行性。同时分析了当量导热系数、各种热流以及内部温度分布随层密度的变化规律,对材料的优化设计具有积极的指导意义。     

高真空多层绝热被的性能及其量热器的试验研究

量热器的尺寸和结构会影响到被测多层绝热被的性能,高真空多层绝热被作为大型低温容器隔热结构的应用趋势,其真实性能应通过更符合工程实际的量热器来测得。文中比较了两种量热器对多层绝热被测试性能的试验结果,为多层绝热被的理论研究和工程应用提供更合理的依据。     

ITER装置CTB盒冷屏绝热结构初步设计与分析

根据装置系统对CTB盒的绝热性能要求,文章对CTB盒的真空绝热层的选型、搭接处理和真空度保证措施进行了分析和设计,并分别对辐射传热、固体导热、气体导热的表观传热系数,和绝热结构总的热损失进行了数值计算。经初步检验,该绝热结构的设计是可信的,并且其总的热损失能够满足ITER设计文集的要求,为CTB盒内部冷屏的设计和制造提供了可靠的技术参数。