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。     

超导磁体用金属液氦广口杜瓦的研制

文中较详细地介绍了超导磁体用金属液氦广口杜瓦的结构、制作工艺、绝热计算。该杜瓦外径Φ40 0 ,总高 2 5 0 0 ,内胆Φ 3 0 5 ,深 1 80 0 ;绝热方式采用多屏多层超级绝热结构 ,液氦日蒸发量 7.5升。     

制冷机冷却型超导磁体杜瓦的研制

介绍了带制冷机冷却的超导磁体系统杜瓦的设计、制作及实验结果分析。杜瓦采用 4 0 K、10 K双制冷屏结构 ,其室温磁场孔径为 75 mm,长 4 15 m m。试验结果为 :液氦蒸发率为 0 .6 9升 /天 (在 2 0天连续试验期内 ) ,优于合同规定的指标 (2 .4升 /天 )。双制冷屏由一台双级 G- M制冷机冷却 ,工作时一级冷屏温度为 35 K,二级冷屏温度为 7.0 K。磁体系统的磁场强度为 3T,满足了用户的使用要求     

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。     

高真空多层绝热低温容器真空丧失的实验研究

突然的、完全的真空丧失是一种可能发生在高真空多层绝热容器上的严重事故。为了保证高真空多层绝热容器的安全使用,真空丧失后的漏热量是进行高真空多层容器设计的一个重要参数。利用一个工业化高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了其真空丧失前以及内筒壁及外筒壁泄露后的传热。结果表明,真空丧失后排放率及漏热量都会急剧增加,但是多层绝热材料仍然起到了一定的保温作用。由于空气中的部分气体在绝热层内部的凝结,导致低温容器外壁泄露后的漏热量远高于内壁泄露后的漏热量。     

非金属低温杜瓦装置的研制

报道了一种非金属杜瓦装置的研制,以满足高温超导磁悬浮车系统对液氮低温容器的要求。这种长方体低温容器采用无磁非金属材料制备,从而可以避免由涡流导致的阻力和热损耗,以及由磁性导致的吸引力等不利于高温超导磁悬浮车系统的影响。容器的液氮损耗率为0.55L/h。综合性能测试表明,该非金属杜瓦可以作为高温超导磁浮车低温容器的理想选择之一。     

大型液氦杜瓦结构设计与漏热分析

为了维持较低的液氦蒸发率,对液氦杜瓦的整体结构设计及漏热要求极高。本文建立了以蒸发冷氦气作为冷屏冷源的杜瓦的结构强度设计以及绝热系统设计方法,利用三维软件建模、仿真软件进行热传导、热固耦合仿真分析,对液氦杜瓦的结构强度、漏热进行了系统分析,实现了容积为4 000 L时漏热为1.37 W、日蒸发率为1.15%气冷屏结构的液氦杜瓦,为蒸发氦气为冷屏的大型液氦杜瓦提供了设计思路。     

7T动物磁共振成像超导磁体的漏热分析

准确计算分析超导磁体低温系统的漏热量,是评价超导磁体低温绝热性能的重要依据。文中以一台自制的7 T磁共振成像系统(MRI)的超导磁体作为研究对象,对其低温系统进行了详细的漏热计算,分别得到了液氦容器和液氮容器的理论漏热量。将计算结果与实测数据进行比较,分析了磁体实际的低温性能。     

应用于低温贮箱的变密度多层绝热传热分析

采用Layer-by-Layer传热模型对真空多层绝热结构中的传热过程进行了分析,根据各项(辐射换热、气体导热、固体导热)换热分布情况,提出4区域不同层密度的多层绝热结构,分析了各区域层密度变化对多层绝热性能的影响,得出一个使总热流最小的层密度,研究了其各项换热规律以及受到热边界温度的影响。     

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...     

液氮流动沸腾换热研究综述

作为一种优良的低温冷却剂,液氮在航天、电子工业、超导磁体和超导电缆冷却及低温生物医疗等领域应用广泛。在这些应用中,准确预测液氮的流动沸腾换热特性对于系统设计和安全运行十分重要。该文主要介绍了液氮流动沸腾换热的特点,对已有的实验和数值模拟结果进行了归纳;并比较了四个液氮流动沸腾换热计算关联式的预测情况,以及关联式中干度、质量流量、热流密度和压力对换热系数的影响;指出了有待进一步研究的课题。     

欧洲FAIR中超导二极磁体样机的初步设计与分析

介绍了欧洲FAIR超导二极磁体样机设计的背景及设计要求,以及磁体样机的几个大部件及其作用。用有限元分析软件ANSYS进行了线圈电磁性能分析,得到其磁场、电感、储能随电流的变化曲线,并对其中的一个部件线圈盒进行了结构分析,为下一步的设计提供参考。     

毛细多孔介质在液氮中的传热试验研究

为了研究毛细多孔介质在液氮中的传热性能,进行了在试验件中不填充和填充超细玻璃棉的试验。采用低温热电偶连续测量试验件的5个不同位置的温度,得到了5条温度曲线。分析曲线表明超细玻璃棉对传热过程有明显的强化作用,且能使试验件在一段时间内保持相对稳定的低温。并从理论上分析了换热过程,整理了换热方程组。     

FAIR收集环超导二极磁体支撑设计与热负荷分析

为保证FAIR收集环(Collector ring-CR)超导二极磁体工作过程中的磁场位形符合设计要求,同时保证由磁体支撑带来的热负荷小于设计要求,用CATIA软件建立了不同结构的磁体支撑3D模型,并用ANSYS有限元分析软件对建立的模型进行了低温热负荷分析和结构分析。通过比较分析的结果和对磁体支撑结构进行的进一步优化,确定了316LN+G10材料的支撑结构,为收集环超导二极磁体工程制造提供了参考。     

Quantification of the water boiling heat transfer in micro-structures by image analysis

The heat transfer performance of a micro-vaporizer has been measured by conventional methods (using temperatures, flow rates, effective power input). The study was carried out for laminar flow in channels (5 mm×3 cm×200 μm) micro-structured with square obstacles to increase the specific area. The results show that high heat transfer coefficients (1300– 2500 W m⁻²/C⁻¹) can be reached in such a micro-structured channel. Image analysis was done to estimate the volume vapour fraction, which can be converted into the mass vapour fraction using a slip ratio and avoids the need for any temperature or electric power input measurements. The estimation of this slip ratio is discussed in this paper.     

Numerical analysis of roughness effect on microtube heat transfer

Roughness effect on the heat transfer and pressure loss performances of microscale tubes and channels are investigated through a finite element CFD code. Surface roughness is explicitly modelled through a set of random generated peaks along the ideal smooth surface. Different peak shapes and distributions are considered; geometrical parameters are representative of tubes in the diameter range from 50 to 150 μm. The use of a fine enough mesh allows the direct computation of tube performances under the assumption of incompressible fully developed flow. As a result, a significant increase in Poiseuille number is detected for all of the configurations considered, while the effect of roughness on heat transfer rate is smaller and highly dependent on the tube shape.     

纳米流体应用于强化传热的研究进展及面临的挑战

纳米流体是近年来新兴的一种强化传热工质,其在强化传热领域有着广阔的应用前景,然而目前对纳米流体强化传热应用的研究还存在一些障碍。本文从纳米流体的制备和传热特性方面总结了近几年的研究进展,并提出了研究过程中需要克服的几个问题,以促进今后进一步的研究工作。     

太阳能重力热管传热性能的分析

建立了太阳能重力热管的传热模型,分析了其内部传热性能,发现太阳能重力热管的传热性能受太阳辐照度的影响较大,其热管的瞬时效率仅在热管刚开始运行时较高,然后就不断降低。如何通过技术措施保证一个稳定较高的太阳能重力热管瞬时效率,是提高热管传热能力必须解决的关键问题。     

用于超导电抗器的玻璃钢杜瓦概念设计与分析

玻璃钢杜瓦是超导电抗器中的关键部件,为高温超导线圈提供所需的低温工作环境。分析了玻璃钢杜瓦对于超导电抗器的必要性;进行了玻璃钢杜瓦的概念设计,并对玻璃钢杜瓦进行了力学分析及传热分析,结果表明玻璃钢杜瓦的强度和静态低温热负荷满足设计要求。