层间稀薄气体传热对多层绝热材料性能的影响分析

通过建立的热量传递模型,分析了不同的气体稀薄程度(Knudsen数)时,气体传热对多层绝热材料有效热导率和各层温度分布的影响。分析表明:由多层绝热材料真空度变化引起的稀薄气体传热量波动较大,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,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。     

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...     

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%。     

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     

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。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热研究

高真空多层绝热低温容器的绝热夹层发生完全的真空丧失事故后,由于自然对流换热的原因,其绝热夹层的漏热量会急剧增加.在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后的传热研究实验台的基础上,使用于燥氮气为破空介质、液氮为低温介质,进行了多次高真空多层绝热低温容器的完全真空丧失实验.重点研究了低温容器液位及绝热材料层数的变化对其...     

变密度多层绝热性能测试装置及实验验证

建立了一套变密度多层绝热性能测试装置,用于研究变密度多层绝热技术的特性规律.实验应用低温量热法原理测试了真空度、层密度及热边界温度对变密度多层绝热性能的影响.实验结果与理论计算分析结果相吻合,验证了理论计算分析的准确性.     

多层多屏绝热液氦杜瓦传热分析

分析了不同液氦杜瓦结构,指出多屏多层的杜瓦的优缺点。通过对多屏多层绝热中不同传热方式的逐个分析,建立了一个理论传热模型。依照模型采用数值分析的方式,对多层层数为100层时的传热进行了分析,获得传导冷屏分布方式对传热流密度的影响曲线,并指出多层多屏分布的优化应同时考虑空间和温度两个因素。     

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．     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。     

真空热流法测定不良导体的导热系数

以恒定导热原理为基础,选用由温度表和温差电偶组成的温度测量装置,在真空环境下测量试样上下压杆对称位置的温度、有效传热面积和试样的厚度,通过计算机计算试样的导热系数.与传统的稳态法比较,采用真空热流法测定导热系数,材料内部的温度分布很快达到稳定,可以减小测量过程中试样及上加热盘和下散热盘侧面散热产生的影响.