双储液器环路热管工作不稳定性实验分析

对双储液器环路热管运行中出现的温度迟滞、倒流及温度波动等不稳定现象进行了描述和解释.实验发现,在热载荷递增和递减循环实验中,双储液器环路热管在可变热导区内的工作温度并不一致,功率递减时的工作温度偏低;姿态对出现温度迟滞现象的热载荷范围有一定影响;热载荷变化幅度对温度迟滞的影响并不大.倒流现象不仅发生在蒸气槽道充满液体的小热载荷启动过程,蒸气槽道存在蒸气的小热载荷启动过程中也可能发生工质倒流;工质倒流的原因主要是芯内蒸发或者蒸气瞬间穿透毛细芯,使得芯内压力高于芯外压力.温度波动现象可能发生在小热载荷启动或者较大热载荷的亚稳态运行过程中,尤其当有液体引管穿过的储液器位于蒸发器上方时,温度波动发生的几率较大.     

毛细力驱动海水淡化

报道了一种新型毛细力驱动海水淡化系统.系统类似打开的环路热管,以毛细芯提供的毛细力为驱动力,抽取海水进入毛细芯发生汽液相变,产生的蒸汽进入冷凝器冷凝成淡水.实验结果表明,使用有效受热面积为50.24 cm2的蒸发器,在壁面温度为40℃时,淡水产量91.8 g/h,产水含盐约30 mg/L,水质超过饮用水标准.毛细芯中的弯液面可以自适应外界热源,在33℃~56℃间都能正常运行(产水温度30℃).由于广泛的温度适应性,特别是低温下的海水淡化和物质提纯能力,使得该方法在低品位余热利用等领域具有很大的优势和潜力.     

陶瓷芯平板式毛细泵设计及试验

为有效解决平板毛细泵蒸发器向补偿室的背向漏热问题,本文设计了一种在材料选择和内部结构构型上显著区别于传统平板毛细泵的新型平板毛细泵.材料选择方面,本文采用低热导的氮化硅陶瓷毛细芯,其导热系数仅为2.7 W/(m K),显著增大了蒸发器与补偿室的热阻;同时氮化硅毛细芯孔径和孔隙率为0.5μm和70%,也明显优于传统金属毛细芯,有利于提升环路热管毛细传热极限.结构构型上,平板毛细泵外轮廓尺寸为82.0 mm×53.0 mm×16.0 mm,内部并列布置了8根柱状氮化硅毛细芯,柱状毛细芯外壁与蒸发器壳体内壁过盈配合,很好地解决了蒸汽槽道与补偿室的相互密封问题.试验测试了平板毛细泵环路热管的启动特性和传热性能.(1)水平姿态下,环路热管在5.0～20.0 W的启动负载下均能快速启动,且蒸发器无明显的过热现象;倾斜姿态时,环路热管在5.0 W启动负载下启动时间显著增长、启动温升明显增大,但启动负载加大至20.0 W后,启动特性恢复至水平姿态.(2)环路热管的传热极限和热流密度极限超过400.0 W和26.3 W/cm~2,最小热阻值为0.018°C/W.     

大功率LED冷却用回路热管传热性能分析

提出了一种用于大功率 LED（light emitting diode）散热的回路热管, 研究了热负荷、倾角、加热方式等对热管起动性、均温性、热阻等的影响. 研究结果表明： 热管的热阻在0.19 K/W-3.1 K/W 之间, 蒸发器的均温性被控制在 1.5℃以内, 在热负荷为 100 W 时, 蒸发器的温度被控制在 100℃以下.     

硅基微型振荡热管的流动可视化实验研究

利用MEMS技术,首次在硅基芯片上加工制作了梯形截面的微型振荡热管.借助摄像机,对以FC-72为工质的两个通道水力直径分别为352μm（#1）和394μm（#2）的微型振荡热管的启动和稳定情况下的运动特征和流型等进行了可视化观察.结果发现微型振荡热管的启动相当迅速,在启动过程中没有观察到明显的核化现象,蒸发段内的汽塞主要通过液塞断裂而产生;进入稳定阶段后,微型振荡热管对倾斜角度的适应性较强,在10°～90°的范围都可实现持续稳定的大幅振荡,但只在#2热管内明显地观察到工质的单向循环运动.实验中观察到泡状流、塞状流、环状流、半环状流和波环状流等,而核态沸腾只发生在#2热管的蒸发段,在其冷凝段还观察到了喷射流.     

月地高速再入返回器热控设计及实现

针对月地高速再入返回器不同阶段大功率散热、小功率保温与高速返回过程中高温隔热之间的突出矛盾,以及狭小、局促空间内设备热量的收集、传输、排散与阻断等技术难题,首次构建一种基于柔性自适应"热开关"的小型再入返回类航天器热控体系,成功研制出一套基于异构式环路热管的一体化柔性、高效热管理系统.在轨飞行数据表明:核心热控产品环路热管控温运行模式下实际传热能力超过65 W,阻断模式下漏热量小于2 W,"热导比"大于30,能够很好地实现"热开关"功能,确保了返回器所有设备的温度水平优于指标要求.     

氨工质脉动热管的可视化启动和传热性能研究

开展了以氨为工质的脉动热管的可视化启动和传热性能实验研究.实验所用6弯脉动热管由石英玻璃制成,玻璃管外径和内径分别为6和2 mm.通过可视化手段观测脉动热管的流型转换特征和启动特性,并重点研究了脉动热管在不同倾角下的温度波动趋势和热阻分布规律.结果显示,氨工质脉动热管在任意倾角下都能顺利实现启动.运行稳定后其整体热阻可以低到0.02℃/W,表明热量能够十分迅速地从热端传到冷端,并且热阻随着倾角的增大而减小.     

基于平板热管技术的电池热管理系统实验研究

温度是影响锂离子动力电池性能的关键因素,本文采用平板热管作为电池热管理的传热部件,实验研究了平板热管在不同电池产热功率条件下的传热性能和均温性,理论计算了平板热管扩散热阻及导热系数.研究表明,在25 W产热条件下,平板热管扩散热阻为0.044℃W-1,等效导热系数650 W K-1,随着电池产热功率的增大,平板热管的扩散热阻降低,等效导热系数显著增大.在多热源条件下,平板热管表面最大温差低于4℃,表明其较好的均温性,在电池热管理系统中具有较好的应用前景.     

液压支架用电磁先导阀的可视化模拟分析

本文通过建立高水基电磁先导阀的几何模型,利用计算流体动力学（CFD）仿真软件FLUENT的动网格技术,实现对先导阀精细结构的可视化模拟.通过比较分析稳态与动态工况下,不同开口量值时,阀内流体的流动状态,得出影响阀的性能因素,从而为阅的优化设计提供一定的理论依据.     

环路热管启动特性的实验研究

通过大量的实验研究了蒸发器内气液分布、反重力工作高度、启动热载荷的大小、热沉温度等因素对启动的影响, 描述并分析了4种不同蒸发器内气液分布情况下的启动现象, 给出了系统温度变化曲线图, 分析了启动的难易程度. 根据实验数据得出结论: (ⅰ) 对于液体干道内充满液体的启动情况, 储液器温度上升的主要原因并不是漏热, 而是回路压力升高所致. (ⅱ) 热载荷大有利于启动. (ⅲ) 未完全绝热时小热载荷下热沉温度不影响启动. (ⅳ) 环路热管在反重力情况下启动时, 当蒸汽槽道存在蒸汽时, 所需启动时间、启动温升增大; 而蒸汽槽道充满液体时, 所需时间、过热度和启动温升都减少. 实验还观察到了反重力启动时呈现两种启动方式的特别现象.     

氧化锌纳米线阵列的制备及发光特性研究

采用物理气相沉积的方法,在较低的温度下（500℃）制备出高产率的高度有序的单晶氧化锌纳米线阵列.对所制得的氧化锌纳米线阵列进行表征发现其在[001]取向优先生长.室温光致发光谱测试发现,样品在紫外光激发下有很强的绿光发射（峰值波长约500nm）和稍弱的紫外光发射（峰值波长约380nm）.基于其优异的发光性能,初步探讨了其发光机理,并对其生长机制进行了简单的讨论.     

（火积）在航天器热控系统并联热网络优化中的应用

本文针对航天器热控系统中并联热网络的流量分配与面积分配的优化问题,建立了其数学物理模型,并结合（火积）理论对其进行了分析计算和讨论.理论分析发现,该问题的优化设计目标（当量传热温度最低）与（火积）耗散极值原理所指出的优化方向是一致的.以两支路热网络系统为例,本文采用牛顿法对系统的（火积）耗散率求极值,对其流量分配与面积分配问题进行了优化计算,对比了最小熵产原理与（火积）耗散极值原理在分析该类问题时的异同,并根据计算结果讨论了优化结果的影响因素.研究发现,（火积）耗散极值原理在分析航天器传热优化问题中更具适用性;在优化结果的影响因素方面,支路的散热任务和总的传热面积对优化结果影响较大;对于冷流体流量,当其值超过某个阈值时,它对优化结果将几乎没有影响.同时,本文的计算结果表明,牛顿法是计算本问题的有效方法,在十支路热网络系统中仍可在较短计算时间内给出优化结果.     

一种用于柱面压缩实验并设有两级内翅式换热器冷屏的液氦温区低温靶

通过低温技术实现物质的高密度状态并进行冲击压缩实验是获得物质高能量密度状态方程的重要途径.本文介绍了一种用于柱面压缩实验的设有两级内翅式换热器冷屏的液氦温区低温靶.该低温靶通过设置两级内翅式换热器冷屏和在低温下可脱落的折叠冷屏结构,实现了液氦的高效存储,成功研制了应用于柱面压缩实验的液氦温区低温靶.在停止外界液氦供给和关闭真空泵的条件下,可获得4.77 K的样品室稳定温度,样品室的降温时间和维持稳定时间均满足柱面压缩实验的要求.本文还介绍了低温靶的结构设计、利用ANSYS Steady-Static Thermal模块对低温靶进行的热分析与实验结果.仿真计算结果与实验结果吻合较好.     

城市环路以单向交通为驱使系统的应用研究

单向交通是挖掘城市道路交通潜力即经济又有效的一种方法.环路单向交通与普通道路单向交通设置不同,它需要关闭环路一侧出入口:这样会造成环路外侧设施的闲置.所以,为充分利用现有道路资源;调整现有城市环路结构,是以环路单向交通为主、公交逆向行驶为辅的功能结构.它是占据3/4环路宽度为单向行驶道路;占据1/4环路宽度为公交车专用逆向行驶道路,并将逆向行驶一侧的辅路加宽一倍左右.当城市为多层环路时,可按单向交通环路对偶关系设置.这种设置倡导了一种新的出行理念,即驱使出行车辆往返途径的不同;错开了车辆的行驶方向,达到路网负荷均衡.本文以北京环路为例,针对城中心交通结构存在的问题,提出了完善城市环路交通驱使系统的改造方案.     

《中国科学E辑:信息科学》第35卷2005年总目次

·i·题目作者期页原位转化法制备TiO2/SiC纳米功能陶瓷膜的研究....周春华尹衍升张书香刘威11双折射消偏振薄膜设计..................齐红基洪瑞金贺洪波邵建达范正修19环路热管启动特性的实验研究.................................................................张红星林贵平丁汀邵兴国R.G.Sudakov Y.F.Maidanik117吸附制冷中CaCl2-NH3的化学吸附前驱态研究......王丽伟王如竹吴静怡王凯131标准吸湿含水率对膨胀土进行分类的理论与实践....姚海林程平杨洋吴万平143沙纹床面明渠层流稳定性特征的研究..........................…     

微波辐照载催化剂活性炭脱除烟气中NO的实验研究

微波连续辐照活性炭脱除烟气污染物中NO虽然具有很高的脱除效率,但反应温度较高,会造成较高的炭损失,在活性炭中加入催化剂可以降低反应温度、增进反应的选择性.本文利用微波反应器研究了不同催化剂加入对烟气脱硝的影响.研究发现,催化剂的加入会明显降低相同脱除效率下脱硝所需要的微波功率,不同催化剂的加入所引起的效果亦有差异,铜基催化剂的催化作用更明显.加入铜基催化剂后,脱硝反应温度降低约200℃,可提高脱除效率25%左右.采用X射线衍射（XRD）对活性炭进行了微观表征分析,分析结果显示出活性炭表面存在催化剂活性成分.     

Zr基大块非晶合金在不同温度下的拉伸和压缩性能

研究了Zr₄₁Ti₁₄Cu_12.5Ni₁₀Be_22.5大块非晶合金的力学性能. 用Gleeble-3200热模拟机在过冷液相区内的345和375℃两个温度下进行了压缩试验, 发现减小压缩速率和提高温度对压缩变形的影响基本相似; 用Instron万能材料试验机测试了合金的室温和低温拉伸性能. 在低温下合金的拉伸强度随试验温度的降低而下降. 硬度测试结果显示, 在玻璃转变温度以下, 硬度随热处理温度升高和退火时间的延长而降低; 在玻璃转变温度以上退火, 硬度提高.     

基于SVM的旋转机械转子故障预示研究

支持向量机包括支持向量回归机和支持向量分类机.本文提出了一种用于旋转机械转子故障预示的方法,通过支持向量分类机（SVC）对旋转机械转子故障进行分类并建立故障分类器,利用支持向量回归机（SVR）对转子运行状态趋势进行预示,并将预示结果输入到SVC以判断预示结果的属性.对支持向量回归机进行了仿真研究.将支持向量机与神经网络算法从理论和实验研究两个方面进行了对比研究,结果表明,该方法具有较好的故障预示能力.     

基于磁流变驱动机制的电磁先导阀的可行性研究

结合国内外电磁先导阀发展现状,设计一种基于磁流变阀驱动的高压高水基先导阀,实现对传统电磁先导阀的电液控制.根据现有的电磁先导阀结构,对其正常工况时进行力学分析,建立其动力学模型.通过MATLAB/SIMULINK仿真软件得到磁流变网电场强度与压力降的关系,为磁流变驱动机制的可行性提供了理论依据.     

焚烧炉条件下典型城市生活垃圾干燥过程的实验研究

通过在马弗炉内对典型城市生活垃圾进行干燥实验，分别获得了其在炉内的干燥特性曲线。实验结果显示，在马弗炉内低温区干燥温度对垃圾干燥过程的影响较大，而高温区则对其影响较小；在同一干燥温度下，随着物料厚度的增加，干燥时间近似呈指数形式增加；随着马弗炉内干燥温度的增加和物料厚度的减少，对应最大速率时的含湿量随之减小。基于一级反应的动力学分析可以得到干燥动力学参数（表观活化能Ea和指前因子A）。