低溫工程最新期刊目錄

基于低溫制冷機(jī)的小型氫液化方案對(duì)比————作者：史超越;宛傳聰;朱少龍;邱利民;王凱;

摘要：通過構(gòu)建小型氫液化系統(tǒng)熱力學(xué)穩(wěn)態(tài)模型并使用Matlab進(jìn)行數(shù)值模擬,探究了制冷機(jī)排布方式、數(shù)量以及氫氣壓力、換熱溫差和正仲氫轉(zhuǎn)化對(duì)液化率的影響。研究發(fā)現(xiàn),制冷機(jī)串聯(lián)排布較并聯(lián)排布具有顯著的性能優(yōu)勢(shì),兩臺(tái)制冷機(jī)串聯(lián)時(shí)液化率可達(dá)3.70 kg/d,而并聯(lián)時(shí)液化率僅為1.53 kg/d。氫氣壓力是影響液化性能的關(guān)鍵參數(shù),當(dāng)壓力從0.1 MPa增至1.0 MPa時(shí),單臺(tái)制冷機(jī)的液化率增長140.5%。降低...

低溫氫輸送管路Taconis熱聲振蕩數(shù)值模擬研究————作者：張淇棟;厲彥忠;馬原;王磊;艾立強(qiáng);吳勝寶;

摘要：針對(duì)低溫氫輸送管路構(gòu)建二維半開口半封閉管仿真模型,通過初始溫度梯度與瞬態(tài)初始?jí)毫�擾動(dòng)加載,計(jì)算獲得了低溫氫Taconis熱聲振蕩基本特性,并對(duì)比研究了溫度梯度β、熱冷端溫度比α、熱冷端長度比ξ、管徑和管長5個(gè)因素對(duì)熱聲振蕩壓力振幅和頻率的影響規(guī)律。結(jié)果表明:低溫氫管路系統(tǒng)存在臨界溫度梯度和臨界熱冷端溫度比,超過臨界值系統(tǒng)會(huì)振蕩。熱冷端長度比存在兩個(gè)臨界值,在振蕩區(qū)內(nèi),頻率隨ξ的增加而增大,振幅在ξ...

乙烯低溫環(huán)路熱管與制冷機(jī)耦合部件小型化研究————作者：李駿婷;趙晨陽;蔣珍華;李南茜;趙文一;吳亦農(nóng);

摘要：為有效減小制冷機(jī)冷頭耦合部件的尺寸,推進(jìn)低溫環(huán)路熱管(CLHP)的空間應(yīng)用,搭建了3臺(tái)不同制冷機(jī)耦合部件實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過開展乙烯溫區(qū)的低溫真空實(shí)驗(yàn),在保證穩(wěn)態(tài)傳熱距離和最大傳熱量不受影響的前提下,研究耦合部件次蒸發(fā)器儲(chǔ)液器和主次冷凝器小型化結(jié)構(gòu)對(duì)CLHP啟動(dòng)過程和穩(wěn)態(tài)傳熱性能的影響。結(jié)果表明:小型化后的樣機(jī),能在170—210 K溫區(qū)且傳輸距離為1.2 m時(shí)達(dá)到50 W最大傳熱量。冷端部件小型化后的...

液氫儲(chǔ)罐內(nèi)增壓過程溫度場演化實(shí)驗(yàn)測試————作者：張春偉;張首蕤;郭嘉翔;陳靜;李山峰;

摘要：由于液氫的易燃易爆特性,目前鮮有采用液氫介質(zhì)的增壓實(shí)驗(yàn),尤其是缺少增壓壓力大于氫超臨界壓力的研究。為此搭建了特定的實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)徑向陣列傳感器組對(duì)不同壓力和溫度下的儲(chǔ)罐內(nèi)部溫度場進(jìn)行測量,獲取液氫增壓過程的溫度場演化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)增壓壓力為1 MPa時(shí),液氫儲(chǔ)罐內(nèi)部自上而下分別為過熱態(tài)、飽和態(tài)和過冷態(tài),且飽和態(tài)層十分明顯;但當(dāng)增壓氫氣壓力大于臨界壓力1.29 MPa時(shí),液氫飽和態(tài)溫度層消失...

液氮溫區(qū)熱電制冷器的性能分析及仿真研究————作者：張泓瑋;趙玉強(qiáng);周敏;李來風(fēng);周遠(yuǎn);

摘要：建立了液氮溫區(qū)熱電制冷器的三維多物理場耦合仿真模型,采用銻化鉍合金作n型腿,釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)材料作被動(dòng)分支,分析了熱電臂幾何尺寸和焊料層參數(shù)對(duì)制冷性能的影響,并進(jìn)行仿真研究。研究結(jié)果表明,熱電臂長度和焊料層厚度對(duì)制冷性能有顯著影響。將熱電臂長度從12.5mm增加到21 mm,可以使最大制冷溫差從5.4 K提高至6.2 K,性能提升14.8%;將焊料層厚度減小到0.2 mm,最大制冷溫差可達(dá)6.5 ...

正仲氫轉(zhuǎn)化催化劑性能實(shí)驗(yàn)研究————作者：范質(zhì);吳俊哲;楊昌樂;曲勝;

摘要：為優(yōu)化正仲氫轉(zhuǎn)化器,取樣某國產(chǎn)鐵基正仲氫轉(zhuǎn)化催化劑,通過正仲氫絕熱轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)測定催化劑的反應(yīng)速率常數(shù)K,探究了催化劑能催化的最大氫氣空速,研究了活化溫度,催化劑粒度對(duì)催化劑性能的影響。結(jié)果表明:氫氣空速在500—1 600 1/min時(shí),催化劑K值與氫氣空速近似成正比,催化劑K值偏低;在空速2 500 1/min時(shí),催化劑能催化的氫氣量達(dá)到極限,正仲氫轉(zhuǎn)化率93%,K值為2.2 mol/(L·s);...

微通道并聯(lián)耦合TEC的激光器散熱系統(tǒng)研究————作者：趙汶楨;全曉軍;李思雨;王丹;

摘要：為解決高溫環(huán)境下激光器芯片溫度過高、散熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重的難題,采用熱電制冷片（TEC）與微通道結(jié)構(gòu)并聯(lián)耦合的全新冷卻模式,由微通道負(fù)責(zé)主要散熱,TEC進(jìn)行橫向輔助散熱。利用Fluent數(shù)值模擬,系統(tǒng)研究了TEC的安裝高度、空腔結(jié)構(gòu)尺寸（高度、寬度）,以及TEC輸入功率對(duì)激光散熱系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明:在芯片熱流密度為869.57 kW/m²,冷卻水溫40℃的條件下,微通道并聯(lián)耦合...

超流氦負(fù)壓換熱器設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究————作者：劉軼倫;何崇超;丁培;盧亮;

摘要：利用分布參數(shù)法,對(duì)用于100 W@2 K低溫系統(tǒng)的繞管翅式負(fù)壓換熱器和板翅式負(fù)壓換熱器進(jìn)行了設(shè)計(jì),質(zhì)量流量為5 g/s。以液氦出口溫度、換熱效率和殼程壓降作為設(shè)計(jì)指標(biāo),初步確定了兩種型式的換熱器尺寸。利用數(shù)值模擬的方式對(duì)該設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了校核,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬與設(shè)計(jì)計(jì)算在換熱計(jì)算上吻合較好,但在阻力計(jì)算上并不匹配。設(shè)計(jì)尺寸下,繞管翅式換熱器性能指標(biāo)為2.239 K、82.6%和68.12 Pa;板翅式換...

液氫潛液泵泵池內(nèi)漏熱及兩相流動(dòng)特性數(shù)值模擬————作者：趙梓棟;王維博;魏愛博;胡赟;張小斌;

摘要：為了探究潛液式液氫泵電機(jī)發(fā)熱引起的氣泡對(duì)泵吸入口流動(dòng)的影響,建立了液氫低溫潛液泵泵池內(nèi)流固耦合兩相流CFD數(shù)值模型,分析了不同泵裝置氣蝕余量（NPSH_a）下泵池內(nèi)三維流場、溫度場及相位分布的瞬態(tài)特性,特別關(guān)注蒸發(fā)產(chǎn)生的氣泡在泵池內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布。研究結(jié)果表明,在不同NPSH_a下,泵池內(nèi)由于電機(jī)發(fā)熱,周圍局部液氫會(huì)氣化產(chǎn)生兩相流,泵池內(nèi)溫度分布與兩相分布保持穩(wěn)...

自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)耦合不同負(fù)載的運(yùn)行特性研究————作者：朱啟魯;張麗敏;羅靖;劉明皓;羅二倉;

摘要：為全面考察自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在外接純阻性、感性、容性負(fù)載和交流母線負(fù)載以及橋式整流器等不同類型負(fù)載時(shí)的運(yùn)行特性,對(duì)自由活塞斯特林發(fā)電整機(jī)系統(tǒng)開展了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明,自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在耦合純阻性、感性、容性負(fù)載時(shí)隨負(fù)載電阻的變化規(guī)律類似,耦合合適的容性負(fù)載時(shí),可獲得最佳的發(fā)電性能。自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)在與交流母線負(fù)載和橋式整流器負(fù)載耦合時(shí)動(dòng)力活塞的位移均和母線電壓成正比,可通過改變交流母...

R407C換熱器內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析————作者：詹國兵;郭浩然;

摘要：研究了微肋管內(nèi)R407C和R22的流動(dòng)沸騰換熱特性,采用威爾遜圖解法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,主要分析實(shí)驗(yàn)工況、制冷劑物性、微肋管結(jié)構(gòu)等變量的影響。結(jié)果表明:制冷劑R407C與R22與換熱壁面之間的換熱熱阻均隨熱流密度、質(zhì)流密度、干度、肋片螺旋角等的增加而減小;由于制冷劑氣液相密度比的差異性,R22傳熱系數(shù)比與R407C的高約18.5%—21.4%。選用關(guān)聯(lián)式對(duì)微肋管內(nèi)R407C流動(dòng)沸騰換熱特性進(jìn)行預(yù)測...

防波板對(duì)非滿載液氫罐車貯箱熱力學(xué)影響研究————作者：鄭直;張召;徐元元;邱一男;雷剛;邱小林;王納;呂云;

摘要：為探究防波板對(duì)非滿載罐車貯罐內(nèi)液氫劇烈振蕩熱力學(xué)特性影響,以中國國內(nèi)首個(gè)某型民用液氫罐車為研究對(duì)象,建立液氫罐車貯箱模型,采用有限體積法對(duì)典型制動(dòng)工況下液氫車貯箱內(nèi)液體劇烈振蕩進(jìn)行數(shù)值模擬。分析了同一充液比、制動(dòng)加速度下,防波板對(duì)液氫罐車罐壁沖擊力、氣液界面振蕩響應(yīng)形態(tài)、內(nèi)部壓力、液氫氣液相溫度的影響。仿真結(jié)果得出:縱向防波板可以有效降低縱向減速過程中液氫對(duì)貯罐的沖擊力,瞬時(shí)沖擊力峰值減幅39.7...

介質(zhì)溫度及流量共同影響下LNG泵能量耗損分析————作者：任金平;陳兵;史雪艷;底鳳英;蘆婭妮;康進(jìn)科;袁博;

摘要：以現(xiàn)有的低溫LNG泵作為研究對(duì)象,基于熵產(chǎn)理論,在多工況點(diǎn)對(duì)泵內(nèi)部壓力、速度、溫度、能量耗損情況進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:試驗(yàn)范圍內(nèi)揚(yáng)程系數(shù)φ隨著流量系數(shù)?的增加而減小,揚(yáng)程系數(shù)的最大誤差為3.7%。功率系數(shù)λ隨著流量系數(shù)?的增加而增大,功率系數(shù)的最大誤差為8.3%。LNG泵內(nèi)部壓力分布和流量成反比,速度分布和流量成正比,流量越大,LNG泵內(nèi)部壓力越低,速度越大;介質(zhì)溫度對(duì)泵內(nèi)部壓力、速度分布影響微...

不同摻氫比條件下?lián)綒涮烊粴庑孤�擴(kuò)散規(guī)律研究————作者：周芮;支樹潔;彭世垚;劉羅茜;楊行;黃平瑞;楊括;張瀚文;柴沖;

摘要：采用數(shù)值仿真手段,對(duì)輸送壓力為6 MPa的摻氫天然氣管路向開放空間發(fā)生泄漏擴(kuò)散過程的開展了一系列的數(shù)值研究。對(duì)不同摻氫比與環(huán)境風(fēng)速條件下,管路泄漏噴口處甲烷-氫氣混合氣體泄漏擴(kuò)散特征展開分析,包含欠膨脹射流結(jié)構(gòu)、最高馬赫數(shù)、泄漏流量以及組份濃度分布。計(jì)算結(jié)果表明,泄漏噴口附近天然氣和氫氣的濃度在泄漏發(fā)生10 s內(nèi)迅速達(dá)到穩(wěn)定。氫濃度為4%以上的高燃爆風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在泄漏噴口附近,其分布范圍隨著摻...

橡膠低溫拉伸實(shí)驗(yàn)及力學(xué)特征分析————作者：陶軒;馬堯;羅冠群;甘智華;陳國棟;熊樹生;

摘要：為了提高冷源的利用效率并合理設(shè)計(jì)低溫粉碎工藝,需要深入了解橡膠材料的低溫力學(xué)性能,對(duì)橡膠試樣開展常溫和低溫下的拉伸實(shí)驗(yàn)。常溫下,橡膠的黏彈性作用顯著,達(dá)到破裂的形變量大且拉伸時(shí)間較長,拉伸應(yīng)力伴隨著持續(xù)性波動(dòng),塑性形變較大并消耗能量。液氮溫度下橡膠表現(xiàn)出明顯的脆性并發(fā)生自發(fā)的破裂。采用升華溫度為195 K的干冰冷卻橡膠樣品,橡膠的黏彈性被抑制,應(yīng)力波動(dòng)現(xiàn)象也隨之消失,拉伸應(yīng)變減小但應(yīng)力增大,低溫下...

氫低溫大流量排放安全性分析與仿真研究————作者：王杰;俞少行;鐘文安;陳建業(yè);

摘要：立足某工程氫系統(tǒng)大流量排放需求,在全面梳理氫排放系統(tǒng)型式和安全性指標(biāo)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并開展了氫排放系統(tǒng)的排放試驗(yàn),基于Simcenter AMESim軟件的兩相流庫搭建了氫低溫大流量排放系統(tǒng)模型,探討了低溫氫管內(nèi)兩相流動(dòng)沸騰換熱機(jī)理和行為特性,分析了排放流量、環(huán)境風(fēng)速、溫濕度、管道熱容以及閥門開度對(duì)氫排放系統(tǒng)能力的影響。結(jié)果表明:液氫在不同流量下存在排放分區(qū),通過控制旁通閥開度調(diào)節(jié)進(jìn)入回溫器的氫流量...

不同溫區(qū)正仲氫催化轉(zhuǎn)化特性測試流程的能耗和成本比較分析————作者：花亦懷;李秋英;程昊;張涵瑋;劉文睿;白昊川;王凱;邱利民;

摘要：為了應(yīng)對(duì)氫液化系統(tǒng)中氫物性和正仲氫催化劑活性的劇烈變化所引起的不同溫區(qū)下正仲氫連續(xù)催化轉(zhuǎn)化的特性差異,基于液氮預(yù)冷,提出了兩種分別采用液氦冷卻和GM制冷機(jī)冷源的分溫區(qū)多級(jí)測試流程。在Aspen HYSYS中針對(duì)典型工況建立了熱力學(xué)模型,分析了不同流量、測試時(shí)間下各流程方案的能耗和成本,并針對(duì)GM制冷機(jī)方案詳細(xì)研究了換熱效率、布置方式等對(duì)流程性能的影響。結(jié)果表明:對(duì)于0.01 g/s的小流量等級(jí),當(dāng)...

液化天然氣與液氫流動(dòng)沸騰的傳熱特性與關(guān)聯(lián)式————作者：吳童菲;陶軒;金俊中;甘智華;

摘要：為了實(shí)現(xiàn)液化天然氣（Liquefied Natural Gas,LNG）和液氫（Liquefied Hydrogen,LH₂）流動(dòng)沸騰過程中的高效傳熱,減小換熱器體積并穩(wěn)定供氣,需要闡明其傳熱特性和預(yù)測方法。整理了相關(guān)的流動(dòng)沸騰研究,討論了液化天然氣和液氫的流動(dòng)沸騰流型,通過分析熱流密度、質(zhì)量流率、干度、飽和壓力以及混合物的影響揭示了沸騰機(jī)理�？偨Y(jié)了常用的傳熱關(guān)聯(lián)式并按形式分...

低溫Kalina循環(huán)在陶瓷窯余熱利用中的3E綜合性能評(píng)估及策略優(yōu)化————作者：王亞利;徐康康;

摘要：為了評(píng)估低溫Kalina循環(huán)系統(tǒng)在某陶瓷窯爐煙氣余熱回收中的應(yīng)用,建立其熱力學(xué)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境3E綜合分析模型,考慮8個(gè)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)設(shè)備組件及系統(tǒng)綜合性能的影響,并分析比較了3種不同優(yōu)化策略下系統(tǒng)的性能。研究結(jié)果表明,增加透平進(jìn)口溫度、氨水濃度及氨水質(zhì)量流量有利于提高系統(tǒng)凈輸出功,增加蒸發(fā)器窄點(diǎn)溫差有利于降低系統(tǒng)單位發(fā)電成本和環(huán)境影響負(fù)荷。同時(shí),熱力學(xué)策略下系統(tǒng)具有最大凈輸出功為1 153.9 kW,經(jīng)...

低溫氫氣排放管氣封方案改進(jìn)研究————作者：方濤;馮飛;

摘要：針對(duì)氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)過程中低溫氫氣的安全排放問題,在分析氫排放爆燃機(jī)理的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)有排放管路進(jìn)行建模,運(yùn)用數(shù)值仿真方法,研究了氮?dú)狻�氫氣、氦�?種介質(zhì)在不同吹除流量和吹除位置時(shí)的氣封效果,通過試驗(yàn)方法進(jìn)一步得出了不同氣封吹除工況下排放管出口的氧氣濃度變化曲線。研究結(jié)果表明,在相同吹除介質(zhì)和吹除流量下,只從排放管底部吹除的氣封效果最好。通過對(duì)比3種氣體介質(zhì)的氣封效果,發(fā)現(xiàn)在達(dá)到相同氣封效果時(shí)氮...

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