用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析

为向冷中子源装置氢系统提供17．5K的低温冷源，设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式，并对这5种循环模式进行热力分析和[火用]分析，获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质．结果表明：带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好，[火用]效率最高；对于膨胀机预冷循环，并联模式优于串联模式，前置式优于后置式．循环系统[火用]损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器，减小这3部分[火用]损失的途径有以下方面：改善循环，减小系统氦的质量流量；提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率；改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配．本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础。     

低温送风系统冷却盘管数学模型的建立

由于低温风处理设备大多处于全湿、半湿工况，冷却盘管模型应能根据工况的不同进行判断。通过对有关文献给出的翅片管式换热器的冷却、除湿过程模型进行分析、总结并结合低温送风特点，提出了数学模型，并以试验验证了模拟的结果。     

宇航空间超流氦低温技术的现状与发展

重点论述空间探测器超流氦冷却技术，低温冷却系统中的关键技术，如多孔塞相分离，微重力环境下杜瓦力ＨｅⅡ的管理，界面热阻等，宇航空间飞行中ＨｅⅡ的在轨补充，以及空间超流氦低温实验技术的最新进展。     

液氦/超流氦制冷系统负压换热器仿真及优化设计

针对液氦/超流氦制冷系统负压换热器,开发了一种基于分布参数微元法的准一维换热器计算模型,并采用该模型对换热器进行了仿真计算及优化设计。在传统换热器设计方法的基础上,该模型进行了分块考虑,加入了低温下变物性和轴向热损失等因素的影响,并对换热器进行温度、压力耦合计算,准确得出了换热器内部的温度和压力场。最后,针对一个实际工况下的液氦/超流氦换热器进行了传热、流动设计和材料、翅片结构优化,结果表明:处于临界状态附近的换热器设计需要更加准确的工质物性,当换热器材料的热导率在4~10W/(m·K)之间时,轴向导热效应对换热器长度和性能影响较小。该设计工况中采用的板翅式换热器材料为Al6061,5层排列结构(CHCHC),翅片结构为JC654202/JC474202,能够满足设计需求。该研究工作为后续实际液氦/超流氦制冷系统负压换热器优化设计提供理论和技术支持。     

自复叠双温冰箱的流程改进和性能分析

针对传统双温冰箱制冷循环存在的不足，提出了自复叠双温冰箱循环，在以前设计流程的基础上研究了4种流程改进方案，并分析了换热器不同布置方式、不同换热效果和分凝分离级数对冰箱性能的影响．模拟计算结果表明：在冷藏室蒸发器前增加逆流换热器只能降低冷藏室蒸发器的温度而不能提高系统性能系数（CCOP）；在冷冻室蒸发器前增加逆流换热器可以提高系统CCOP；在气液分离器前增加逆流换热器可以通过提高气液分离效率来改善系统性能，但CCOP提高不大；采用两级分凝分离方式可以较好地提高气液分离效率，降低压缩机的压力比，提高系统CCOP，也达到了改进系统性能的目的，但流程较复杂．这4种改进流程从不同方面改善了循环工作参数，为改善实际装置的系统性能提供了理论基础．     

几种获取1.8 K超流氦方案的对比分析

针对如何获得1．8K的超流氦提出了直接节流、预冷与节流相结合、抽真空以及抽真空与节流过程相结合的4种方案,同时针对各个方案给出了过程进行的温-熵图、流程简图以及实现过程的主要设备,借助于各个方案进行过程的温-熵图,对这4种方案进行了详细的对比分析和计算,确定了各个方案最终可以获得的超流氦液体率．抽真空及抽真空与节流过程相结合的方案最终获得的超流氦液体率分别约为100％、90．3％,但这两种方案所需要的设备比较复杂,成本较高,直接节流方案和节流与预冷相结合的方案要求的设备相对比较简单,但直接节流方案没有利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量,而节流与预冷相结合的方案利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量进行预冷,使其最终的超流氦液体率与直接节流方案相比提高了近12％。     

BEPCII超导螺线管磁体及低温系统热负荷分析

采用三维有限元和有限体积软件对北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCII)超导螺线管磁体(SSM)及低温冷却系统的主要设备进行了热负荷计算及分析.计算结果表明,在现有设计结构下,SSM超导磁体工作温度在4.5 K左右,满足性能要求;磁体及低温系统的总热负荷约120 W,同时还需要0.4 g/s的冷氦流冷却电流引线.从热负荷分布分析,由于磁体结构尺寸大,热辐射漏热为主要漏热;传输管线漏热占系统总漏热的10 %左右.计算结果为超导磁体低温系统的设计和进一步优化提供了依据.     

超导参量及其拟合程序

测量了非晶Zr65Co35在低温超导临界状态的磁致电阻变化规律，观察并分析了超导涨落特性，编制了拟合程序．通过对无序系统电子定域化和超导涨落理论的拟合，确定了不同温度下的弛予时间和超导涨落参量．     

低温供热堆换热器的实时仿真研究

根据200 MW低温供热堆换热器的非标准结构特点,在流体以三次叉流自然循环方式冲刷一次侧管束的情况下,建立了合理的数学物理模型.通过编制程序,应用组合的效能 传热单元数法和平均温压法 2 种方法,对各控制体进行了传热特性分析.该程序能准确地计算出换热器两侧的功率、流量、温度耦合变化的相互影响,求得换热器两侧各控制节点的温度变化规律.结果表明:求解非刚性方程的阿当姆斯数值方法的计算速度要快于求解刚性方程的吉尔方法,2种计算方法的误差不超过 5%.证明了阿当姆斯方法更适合低温供热堆的换热器实时仿真.计算仿真为200 MW低温供热堆的设计和安全运行提供了可靠依据.     

工业循环冷却水处理机理及方法分析

阐述了磷系药剂在循环冷却水处理中对CaCO3及CaS04的缓蚀阻垢机理，并对当前循环冷却水的几种处理方法进行简要分析．     

中压双效复叠吸收式制冷循环研究

对以氨／水为工质的中压双效复叠吸收式冷循环进行计算分析发现,只有在冷却水温度较低,制冷剂蒸发温度较高的条件下,才能显示其具有较高制冷系统的优点,当冷却水温度较高时,循环冷系数较考虑回收Ⅰ级循环的精馏热,以提高叠循环的制冷系统。     

太阳能1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析

介绍了一种适合于太阳能和其他低温热源利用的新型1.x级溴化锂吸收式制冷循环.通过编制计算机程序模拟计算表明:循环热力系数和面积单耗都随循环中间压力升高而增大,且达到一定数值时循环将不能继续;冷却水先进入冷凝器的串联流程优于并联流程;随着热水或冷媒水温度的降低或冷却水温度的升高,溴冷机循环系统的热力系数、面积单耗等经济性指标都变差,但在现有太阳能集热器能提供的热水温度范围内,1.x级循环的性能指标明显高于两级循环.     

氨水工质朗肯循环

根据核供热堆热电联供热源和冷源特点，提出了与之相适应的新型动力循环－非共沸混合工质氨水朗肯循环。叙述了氨水朗肯循环的工作原理，并与同等条件下蒸汽朗肯循环进行了比较分析。结果表明，新型动力循环－非共沸混合工质氨水朗肯循环具有较高的发电效率，适合核供热堆所提供的热源和冷源条件，是一种很有潜力的低温热源新型动力循环。     

跨临界CO2制冷循环性能的研究

文中对理想的跨临界ＣＯ２制冷循环,进行了理论分析和性能计算,揭示了该循环的一些特点：对于一定的冷却器出口温度,对应一个使系统性能系数最佳的冷却压力,而且系统性能系数最佳时的冷却器出口温度与冷却压力的对应关系,可以用一个简单的代数式表示;提高蒸发温度可显著提高循环的性能系数;当冷却压力较低时,提高循环的吸气过热度,可显著地提高系统的性能系数;冷却器出口温度越高,效果越明显,当蒸发温度和冷却器出口温度较高时,减小回热器传热温差,可有效地提高系统的单位容积制冷量和性能系数．这些结论,对于跨临界ＣＯ２制冷系统的运行操作具有重要的指导作用．     

空气-空气热交换器去湿冷却工况的计算

在间接蒸发冷却技术中,空气-空气热交换器是一个重要设备。二次空气通过直接蒸发冷却后降低了温度,然后通过热交换器去冷却一次空气。当二次空气的入口温度低于一次空气的露点温度时,一次空气的冷却有可能是一去湿过程。通常制造厂仅提供干冷却时的换热效率,这使得难以计算去湿冷却工况。为了克服这一困难,本文提出一个新的方法,利用此法,即使只有干冷却效率也能计算在去湿冷却条件下一次空气和二次空气的参数。此法限用于逆流情况下的板式热交换器。文中还提供了计算实例以作进一步的阐明。     

相变材料和液冷结合的锂离子电池热管理性能优化

相变材料因其良好的控温能力在电池热管理中得到了广泛的研究,但在高温环境和高放电倍率下,单纯依靠相变材料很难满足热管理的要求。设计了相变材料和冷却板混合的电池热管理方式并对其进行数值模拟,与采用纯相变冷却进行了对比。分析了电池间距、冷却液入口速度对电池最高温度以及相变材料液化率的影响,并对充放电循环过程进行了探究。结果表明,在高温和高放电工况下,液冷的引入解决了因相变材料完全液化导致的电池温度恶化和中间电池热量累积的问题。相比于纯相变冷却,当冷却液速度为0.5 m/s时,混合冷却可将电池的间距减小至3 mm,继续增大冷却液的速度对热管理性能提升较小。同时,液冷板的加入可以减少首次充放电循环对后续循环过程的影响,增加电池的使用寿命。     

超高强钢Q1100的SH-CCT曲线及粗晶热影响区组织和性能

利用焊接热模拟试验,采用热膨胀法研究了屈服强度1 100 MPa级超高强钢在平衡条件和焊接条件下的奥氏体化相变温度,结合OM,SEM观察和硬度检测结果,绘制出实验钢焊接条件下奥氏体连续冷却转变曲线(SH-CCT),研究了不同冷却速率下粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和硬度的变化规律.采用TEM观察和Lepera腐蚀,研究不同冷速下M-A组元数量、形貌和分布情况.研究结果表明,在焊接条件下,实验钢的奥氏体化温度明显高于平衡条件下的奥氏体化相变温度;随着冷却速率增大,相继发生B,B+M和M相变,硬度逐渐上升,当冷却速率达到60℃/s时,其维氏硬度最高可达HV464.当冷却速率小于10℃/s时,开始出现M-A组元,并且随冷却速率降低,M-A组元数量增加,尺寸增大.     

柴油机多品位余热回收低损跨临界联合循环模拟

为了提高柴油机多品位、大温差余热的回收利用率,提出了一种低损跨临界有机朗肯联合循环,其中高温级循环用于回收温度较高的柴油机排气余热和废气再循环(EGR)余热,低温级循环回收柴油机冷却水余热、增压空气余热、与高温级循环换热后的排气余热和EGR余热.高温级对比分析了3种硅氧烷工质MM、MDM和D4,低温级选用了R143a,模拟研究了高低温级参数对循环性能的影响.结果表明:高低温级均存在最优的蒸发压力,高温级冷凝压力在允许范围内越低越好;高温级采用MM较MDM和D4循环性能更好,循环净功最高可以达到36.36,kW,损只有4.5,kW;各部分余热的利用率均在86%以上;增加高低温级的回热效能均可以提高循环性能.     

车用发动机台架宽水温控制冷却系统

研制冷却系统,以进行发动机低水温台架试验.以水箱恒温水对汽油机稳定工况大循环冷却系统进行实验,得出冷却水温不变的结论.据此叙述系统主要研制技术和水温控制原理.系统采用旁通阀手动排泄适宜的进箱前冷却水量,用浮球阀自动向箱内补充等排泄量的冷水,使箱内水温稳定,并进行试验与性能分析.结果表明:汽油机在转速4000 r.min-1时各水温控制精度≤0.3℃,满足试验要求.此冷却系统运行可靠,实现在30～97℃之间任一冷却水温控制及节能减排.     

夏热冬冷地区居住建筑屋顶保温层最佳厚度分析

考虑太阳辐射对屋顶传热影响及空调采暖设备全天和夜间2种运行模式,采用等效空调和采暖度时数计算空调采暖能耗。在此基础上应用P1-P2经济性模型和全生命周期理论对夏热冬冷地区上海、长沙、韶关和成都居住建筑不同外表面颜色典型屋顶的4种保温层最佳厚度进行研究,并对采用最佳厚度保温层时的生命周期总投资、净收益及回收周期进行计算。研究结果表明:保温层最佳厚度由大到小依次为胶粉聚苯颗粒、膨胀聚苯乙烯、无机保温砂浆、挤塑聚苯乙烯;空调采暖设备全天运行时,4种材料保温层厚度为85~161 mm,生命周期总投资为125.4~251.4元/m2,净收益为363.9~787.3元/m2。与之相比,空调采暖设备在夜间运行时保温层最佳厚度、生命周期总投资和净收益分别减小约21%,16%,40%。