在轨贮存技术地面原理试验系统研制及其热力排气系统工作能力测试

热力排气系统(TVS)可在微重力环境下实现低温贮箱压力的有效控制,在低温推进剂在轨贮存技术中具有应用前景。为了深入研究热力排气系统、被动绝热、蒸汽冷却屏等多项技术的耦合运行规律,设计并搭建了以液氮为模拟介质的在轨贮存技术地面多功能原理验证试验系统。本文将通过净蒸发量测试、消除热分层测试及控压实验测试来介绍该系统的热力排气功能的实现情况。分析低温贮箱的自增压过程特性,获得贮箱热分层规律;在单个热力排气控压周期内检验TVS消除热分层和消降压力的效果;对比分析基于压力反馈和基于压力+液体温度反馈这两种控制策略的控压特点,从介质损失率的角度评估两种控制策略的优劣。结果表明,贮箱热分层主要出现在气枕区的轴向上,形成于气枕的等容加热期,而热力排气系统能有效消除热分层并消降贮箱压力;压力反馈策略能够通过节流换热的方式减缓液体温度上升,但是贮存流体损失相对较多;而压力加温度反馈策略可实现短期贮存流体零损失。     

Hyperbar涡轮复合发动机循环的热力学第二定律分析

Hyperbar复合发动机是一种高增压、低压缩比并具有旁通补燃系统的涡轮复合发动机,其特点是在不过分增加热负荷和机械负荷的条件下,可以大幅度地提高功率,并能明显地改善发动机的加速特性和扭矩特性。本文对此新型复合发动机循环进行第二定律分析。文中计算了各种不可逆因素导致的(火用)损失,研究了(火用)效率与平均压力随各主要参数的变化规律,并指出改善发动机性能的途径。本文的研究成果对于合理应用及发展     

风向角对圆柱形腔体热损失特性影响的实验研究

采用电加热的方法,在恒热流和单独底面加热的情况下,实验研究了在不同风速和腔体倾角下风向角对一侧全开的圆柱形腔体热损失特性的影响。实验结果表明:风向角对混合对流热损失努塞尔数Nu_(c,w)的影响比较复杂,其影响与风速和腔体倾角有关;风向角对辐射热损失努塞尔数Nu_(r,w)的影响较小,Nu_(r,w)随风向角的变化只在一小范围内波动。风向角对导热、辐射和混合对流热损失影响较小;辐射和导热热损失随风向角变化有着相同的变化趋势,且它们近似相等,但均远小于混合对流热损失。     

束腰结构扰流柱通道的传热和阻力特性

本文对涡轮叶片尾缘中具有束腰结构扰流柱的冷却通道的传热和流动阻力特性进行了实验研究,重点研究了雷诺数、扰流柱的束腰比以及不同组合的影响.结果表明:(1)通道平均努塞尔数随着Reynolds的增加而增大,而当Reynolds数较大时,与圆柱通道相比,束腰结构扰流柱通道的换热效果稍低;(2)通道内平均努塞尔数随着束腰比的增大先增大后降低,然后有所变缓,而其压力损失却曲折波动;(3)在三排扰流柱中,第Ⅱ排束腰结构扰流柱对换热效果影响最大,第Ⅰ排影响最小.当第Ⅰ排和第Ⅲ排为束腰结构扰流柱时,其换热减弱,而压力损失系数却增大.     

高压下正戊醇的拉曼光谱原位研究

在室温(23℃)高压条件下,利用立方氧化锆压腔研究了正戊醇在波数800~3 000 cm-1范围内的拉曼光谱。拉曼谱峰随着压力的增大变得越来越尖锐,C—H伸缩振动峰在高压下不易被分离。在0.1 MPa~1.75 GPa,其C—H伸缩振动峰均随着压力的增大向高波数方向线性移动,拉曼频移与压力的线性拟合方程分别为:P(MPa)=69.652 65.(Δνp)single,T=23℃+105.806 93,0(Δpν)single(cm-1)≤23;P(MPa)=77.974 04.(Δpν)2 960,T=23℃+95.390 5,0(Δνp)2 960(cm-1)≤21;P(MPa)=126.956 39.(Δpν)2 863,T=23℃-110.648 09,0(Δpν)2 863(cm-1)≤13。正戊醇的C—H伸缩振动单峰拟合的波数随压力的变化关系为(sνingle/P)T=(14±1)cm-1,适合用来标定体系压力。在压力为1.75 GPa时,正戊醇的拉曼谱峰有明显跳跃,同时镜下观察到其液-固相转变。液-固相转变过程中的摩尔体积变化为ΔVm=1.84×10-6m3.mol-1。     

耦合吸附吸收制冷系统设计及性能预测

耦合吸附吸收制冷系统(ADAB)具有运行压力接近常压的优点。本文针对以往的耦合系统设计中存在的问题, 设计了新型的耦合吸附吸收制冷系统。本文系统充分考虑了氨水溶液由吸收状态向发生状态切换时的显热损失问题,通过发生器和吸收器的分离设计,部分避免了由于切换时氨水溶液显热损失导致的系统制冷量减少甚至无冷量问题。本文对此新型系统的运行特性进行了理论研究,对其制冷性能进行了分析预测。分析结果表明该系统在蒸发温度5℃的空调工况下,系统性能系数GOP为0．18;若吸附制冷循环能够在40 min内完成,则新型系统的比吸附剂制冷量SGP为40．8 W／kg。     

依赖系统大小的能量损失对强子谱压低的影响

基于微扰量子色动力学(pQCD)的部分子模型, 在领头阶(LO)近似下分别计算了质子－质子(p+p)碰撞, Au+Au和Cu+Cu不同对心度碰撞产生π⁰的强子谱和相应的核修正因子R_AA. 在考虑部分子喷注能量损失(即喷注淬火)效应后的理论计算表明, 与相同质心系能量s=200GeV的p+p碰撞相比, Au+Au或Cu+Cu不同对心度碰撞产生的强子谱被压低, 被压低的程度与依赖系统大小的能量损失有强烈的关系. 系统越大, 部分子喷注的能量损失越大, 导致强子谱被压低得越多, R_AA越小. 理论计算的数值结果和实验数据相符合, 说明能量损失机制的可靠性和真实性.     

常温0.1～2GPa压力下文石的拉曼光谱研究

利用碳化硅压腔结合拉曼光谱分析技术,研究了常温0.1～2GPa压力下文石的拉曼光谱特征,并得出文石拉曼位移与压力之间的关系:ν153(cm-1)=0.0035p(MPa)+154.0,ν206=0.0060p+206.3,ν704=0.0021p+704.2,ν1085=0.0035p+1085.3。在实验的压力范围内,未观察到文石的相变。另外,与其他碳酸盐矿物(菱镁矿、白云石)类似,0～2GPa压力下文石的对称伸缩振动拉曼位移随压力变化的dν1025/dp值大于超高压条件下的dν1025/dp值,表明碳酸盐矿物[CO3]基团中C—O键的可压缩性和压力有关,其可压缩性在0.1～2GPa时较大,压力升高可压缩性降低。     

热网加热器的热经济优化设计

一、引言 传统的能量利用过程热力学第二定律分析是以提高系统的(火用)效率或减小其熵产作为寻优目标。然而,不同过程的不可逆性损失的来源、性质等可能不同,不可按一种耗散过程同等对待,因此有必要从能量的经济价值入手研究这一问题。 热经济优化设计手段已应用于能量利用过程的设计之中。因此,根据耗散(火用)分类及其设计思想,本文建立了换热器热经济优化设计的数学模型,并应用于热网加热器的优化设计之中。     

激光辐照下皮肤组织光热响应有限元分析

为了更好地选择临床激光医疗曝光参量,采用有限元数值计算方法,模拟了脉冲激光与连续激光对人皮肤组织的光热作用及导致的温度变化效应,比较了两者的不同,得到了热响应时间及热弛豫时间与组织深度的关系,即组织越深(0～60 μm),其热响应时间(0～4 ms)与热弛豫时间(0.4～12.1 ms)越长;分析了激光脉宽长短对组织升温的影响;建立了评价脉冲间热损失的评价函数δ,并以此对脉冲间隔的选取作了探讨.     

基于双效自由活塞斯特林的变温泵热技术研究

热泵对于缓解我国北方冬季所面临的供暖压力,具有十分积极的作用。本文主要针对一种新型的双效自由活塞斯特林变温热泵技术展开研究。主要采用SAGE程序对整机系统进行了数值计算,探究变温泵热对于系统加热量、泵热量、制热系数、整机(火用)效率以及各关键部件(火用)损失等热力学参数的影响。计算结果表明,采用变温热泵模式时,由于斯特林热泵侧温差减小,其泵热量增加,因此系统总的泵热量以及制热系数增大,但对应的(火用)效率降低。因此,可以在满足热量匹配的情况下,适当降低热泵侧室温换热器温度对热负载流体进行逐级加热,从而提高双效自由活塞斯特林热泵系统的工作效率。     

理想气体中的内势能

本文证明在无壁空间或无束缚力约束空间中,压力是气体以物态存在的束缚力.证明了热力学压力不仅是动量交换的统计平均值的量度,而且也是分子或原子空间位置分布(密度)的表征.理想气体在有限空间中的统计构形空间,具有逸散势-pV.这种系统构形空间内的各能级粒子具有相应的动量空间分布,其统计构形空间具有无序势TS.热力学平衡态具有处处相等p、T和总势能TS-pV.理想气体的二种势能具有对称性,总势能等于零;但其相应的无序势和逸散势都不等于零.     

热声发动机热缓冲管损失的实验研究

热缓冲管是热声发动机的关键部件之一,位于高温换热器和次室温换热器之间,理想情况下可避免在高温换热器附近往复运动的气体接触室温环境,造成热量损失。不过由于换热器流道的特殊结构,使热缓冲管两端会产生射流等现象,带来流动紊乱、热量损失等问题。本文设计并搭建了研究热缓冲管损失的实验平台,主要考查在热缓冲管两端分别添加不同层流化丝网对系统性能的影响。实验结果表明,未添加层流化丝网会使热量损失急剧增大,热声效率大幅下降;而过多添加层流化丝网会使阻力损失增大,同样降低热声效率;当两端分别添加3片层流化丝网时,所需加热量最少,热声转换效率最高。     

液氦温区VM-PT制冷机的数值计算研究

本文对液氦温区Vuilleumier耦合脉冲管(VM-PT)制冷机进行了数值计算研究。为了减小来自室温的漏热,将气库置于一级冷头之上。采用SAGE软件建立了数值计算模型,以无负荷制冷温度为目标函数对制冷机运行参数进行了优化。为了进一步了解制冷机的工作原理,研究了脉冲管制冷机内焓流、声功、熵流、压力波、体积流率及温度的沿程分布,并对其相位关系和可用能损失进行了分析。计算结果表明,该制冷机可在平均压力0.9 MPa、压比1.61、运行频率0.8Hz时得到3.69 K的无负荷制冷温度,在4.2 K时可提供16.24 mW制冷量。     

立式螺旋管汽液两相流沸腾传热恶化实验研究

本文实验研究了低质量流速(500～800 kg·m~(-2)·s~(-1))下的立式螺旋管临界热负荷,对沸腾传热恶化壁温特性和螺旋管临界热负荷影响因素进行分析.并同前人工作汇总,以流量,压力和临界干度为参数,建立了基于局部条件假设的立式螺旋管临界热负荷查询表(Look-Up-Table),共272个点.压力范围6.5～21 MPa,质量流速范围500～1800 kg·m~(-2)·s~(-1).     

倾斜透平静叶栅的全三元流场分析

文献[1]首先提出了采用倾斜叶片来降低透平静叶损失的设想。此后有过许多研究都表明,适当改变积叠方式可以改变叶片表面径向压力分布,以达到控制附面层内低能量流体的流动、减少叶栅损失的目的。为了了解这种措施对流场的影响,本文以文献[7]中用传统周期性条件的全三元势函数程序,对文献[3]中径高比为3的实验叶栅(图1和2)求出了径向叶栅、正倾斜20°、负倾斜20°及复合倾斜叶栅(根部正倾斜20°,顶部基本径向)内的全三元流场,并对计算结果进行了分析。     

测定高温热焓和比热用的自动记录自动绝热量热装置

一、基本原理 在混合法原理测热焓方法的基础上,本文提出,当试样在10~(-3)乇以上真空度下掉落时对流热损失可忽略,而辐射热损失δQ可通过计算来修正。因此本方法不用试样盒,试样直接下落一次测定热焓。δQ按斯蒂芬-玻尔兹曼定律来计算:     

β-PTCDA的电子结构和光学性质的第一性原理计算（英文）

基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势平面波方法研究了β-PTCDA分子晶体的能带结构、分波态密度和光学性质,通过分析不同种类原子的不同电子态在不同电子能级中的贡献,获得β-PTCDA分子晶体的光频介电常数、光吸收系数、折射率和能量损失函数等随光频的变化规律.结果表明:β-PTCDA作为一种直接带隙的窄带隙有机半导体,对费米能级贡献较大的电子轨道为苝核的C 2p以及O 2p电子态,即价带顶;对导带底贡献较大的为C 2p及O 2p电子态,包括酸酐C原子;其在光子能量为2~10eV的区域具有强的光吸收特性,以及明显的双轴各向异性;在介电函数实部ε1(ω)0的光频区域,β-PTCDA分子晶体具有各向异性电导率,且与能量损失函数相一致.     

720MeV~(12)C轰击~(232)Th裂变反应发射的质子和α粒子

本文介绍了720MeV ~(12)C轰击~(232)Th裂变反应发射的质子和α粒子的三重微分截面.实验结果证实p和α的发射先于裂变过程,p和α能谱的低能成分来源于类靶余核的准热蒸发.本文用运动源模型拟合了p和α能谱.用聚合模型很好地重现了α能谱。     

基于铜粉改性的液态金属热界面材料导热性能实验

为强化液态金属作为热界面材料的导热性能,同时降低液态金属的流动性,本文制作了一种以液态金属Ga_(62.5)In_(21.5) Sn_(16)为基体,分别掺杂有0.5μm、5μm、50μm铜粉的热界面材料,并通过制作铜片-热界面材料-铜片(Cu-TIM-Cu)、铝片-热界面材料-铝片(Al-TIM-Al)两种三层试样,采用基于稳态的接触热阻测量方法对试样在0.05MPa、0.1 MPa、0.15 MPa、0.2 MPa、0.4 MPa、0.6 MPa压力下的接触热阻进行测量。结果表明,相同压力下,两种试样掺杂0.5μm铜粉后均能很大程度上降低固固界面之间的接触热阻,相比直接填充液态金属,铜试样的接触热阻分别减小了46.3%、47.9%、58.6%、66.9%、72.3%、69.8%,铝试样分别减小了31.7%、33.1%、32.9%、36.7%、32.4%、33.3%。而且,随着掺杂铜粉粒径的减小,液态金属热界面材料的导热性能逐渐增强;随着施加压力的增加,界面接触热阻呈逐渐减小的趋势。