多屏绝热金属液氦杜瓦的规范化设计方法研究

本文以大口径多屏绝热金属液氦实验杜瓦为研究对象,对之进行了热分析,导出了颈管温度场分布的微分方程。利用数值方法解出了不同蒸发速率下对应的颈管温度场分布,并讨论了多屏屏位的确定方法,在瓶塞与杜瓦材料、结构及尺寸一定的条件下,采用经验式及一些假设,我们求出了理论最小屏数及对应屏位和实际最小屏数及对应屏位,由此计算结果分析了影响多屏绝热绝热性能的主要因素。对瓶塞长度的优化设计我们也进行了讨论。另外文中示出了由最小二乘法获得的一些金属材料热导率及辐射率随温度变化的关系式和氦蒸汽定压比热随温度变化的关系式,这些关系式对杜瓦的规范化设计是必不可少的。采用本文所提供的计算方法可进行多屏绝热金属液氦杜瓦的规范化设计。     

低温传输管线漏热测试平台设计及实验研究

以同轴型液氦低温传输管线为研究对象,将同轴型液氦低温传输管线简化为液氮传输管线进行模拟研究,得到了管线漏热量及温度分布.设计了低温传输管线漏热测试平台,该平台可实现不同绝热支撑及不同多层绝热材料的对比优化实验,有效评估待测低温传输管线的漏热量,具有样件可替换、测试简便、精确度高等优点,测试精度小于4.2%.基于该测试平台,开展了低温传输管线的性能实验研究,得到单个绝热支撑和多层绝热材料的漏热量分别为0.44 W/m和1.02 W/m,低温传输管线的总漏热量为1.46 W/m;多层绝热材料的表观导热系数为2.79?10-4 W/(m·K).实验验证了低温传输管线漏热测试平台的有效性和准确性.     

利用蒸发的氦气冷却支撑和多层绝热的最佳热设计

本文讨论了利用杜瓦中蒸发的氦气冷却支撑和多层绝热时,热交换器最佳位置的确定方法。分析和计算包括采用多股氦气流和单股氦气流的冷却方案,得到的方程组可以确定热交换器在支撑上和多层绝热间的最佳位置以及杜瓦的漏热。文章还提出了一种简化的优化方法以减少联立方程的数目。数值求解是对多层绝热与不锈钢支撑和环氧玻璃纤维支撑的情况进行的。求解的结果用曲线表示便于设计者使用。     

环境温度对车载LNG低温绝热气瓶日蒸发率影响的实验研究

为研究环境温度对车载LNG低温绝热气瓶静态日蒸发率的影响,以450 L标准高真空多层绝热气瓶为例,采用液氮(LN2)作为工质,进行了一系列LN2日蒸发率试验,然后通过理论分析与实验测定,给出了静态日蒸发率与环境温度之间的关系,指出环境温度对车载LNG低温绝热气瓶静态日蒸发率的影响是明显的,该结论为降低低温容器蒸发率提供了参考方法和依据。     

多通道液氦低温传输管线的设计及漏热量模拟

基于多通道液氦低温传输管线的结构设计与理论建模,分析了不同温区下真空多层绝热材料层数、层密度对热流密度和表观导热系数的影响.模拟了同轴液氦低温传输管线直管段和弯管段的温度场和漏热量分布.对比了不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线漏热量.结果表明:在4.5～293.0 K,选取层数50层、层密度为25层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.119 mW/(m·K);在4.5～77.0 K,选取层数50层、层密度为30层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.028 mW/(m·K);当不带辐射屏时,单个双棱支撑漏热量为0.207 W,直管段和弯管段多层绝热材料漏热量分别为0.471和0.460 W/m.对比不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线,漏热量分别为0.581和0.029 W/m,带液氮辐射屏的液氦低温传输管线漏热量减少了95%.     

15K 以下 G-M 低温制冷机的冷量计算和最佳工作压力的选定

G-M 低温制冷机是利用放气制冷原理来实现制冷过程的.对于理想气体可以采用V(p_h-p_l)来计算理论制冷量.然而,当制冷机处在15K 以下深低温工作时,由于氦气性质已远离理想气体,上述公式不再适用.本文从变质量热力学理论和实际气体性质出发,导出了G-M 制冷机制冷量的一般计算式,它可适用于各种工质以及放气过程的各种物理模型.进而利用氦气的p-v-T 关系,计算了在不同制冷温度下获取最大制冷量和最大制冷系数的最佳工作压力区域,并与理想气体模型计算的结果进行比较.结果表明,目前在G-M 机上常用的工作压力对深低温G-M机不再合宜,而应采用较低的工作压力.     

低温输送系统间歇泉现象实验研究

为研究低温输送系统的低温垂直管路中可能出现的间歇泉现象,采用液氮为工质,进行了间歇泉现象模拟实验研究.实验纪录了不同的管路结构及不同绝热结构条件下,管路出现的振动信号及管路温度分布,并将实验结果与Murphy曲线进行了对比.结果表明,管路的长径比和绝热结构对间歇泉现象的产生有较大的影响.     

空调建筑经济绝热厚度的分析

为降低建筑费用 ,提出一种计算空调建筑不同围护组件经济绝热厚度的技术经济模型。该模型根据对热流通过不同组件的时间相关分析 ,计算出建筑物不同围护组件的经济绝热厚度。在此基础上 ,运用 L agrange乘子法 ,计算出给定绝热措施投资时不同围护组件的经济绝热厚度。该模型适用于各种气候类型。利用该模型 ,对具有夏热冬冷气候特征的上海市的住宅建筑 ,进行了数值计算。计算结果表明 ,从综合评价的角度来看 ,采用绝热措施能够带来很大的经济效益 ,西面墙采用绝热措施带来的经济效益最大 ,而南面墙采用绝热措施带来的经济效益最小     

液氢储存低温绝热技术研究进展

液氢储存具有单位体积储氢密度高、长距离输送成本低等优势。但液氢储存是将氢气冷却到-253℃进行液化后储存在绝热容器中,故对储存容器的低温绝热性能要求极高。本文围绕液氢储存被动绝热和主动绝热技术,通过文献调研的方式回顾了当前液氢储存低温绝热技术的研究进展,介绍了不同绝热技术的原理,比较了不同绝热技术的适用范围,分析了目前不同绝热技术中存在的瓶颈问题和不足之处,总结了各绝热技术未来的发展趋势。本文可为液氢储存低温绝热技术的发展提供参考。     

液化天然气船绝热层绝热性的研究

本文通过对LNG船绝热层传热过程的分析,对其绝热性的进行了研究。得到了不同设计方案中导热系数的解析表达式,用以计算和说明其绝热性的优良。详细探讨各影响因素对多层绝热绝热性的影响。     

基于斯特林制冷机的氦气氛高低温箱深冷试验研究

为了模拟航天产品试验所需极端温度环境和测试航天产品在较大升降温速率条件下的耐受能力,研制了区别于传统热真空罐的氦气氛高低温试验箱,其净空间尺寸为2m×2.2m,可以通过强制对流与辐射换热相结合的方式提高升降温速率.同时,以液氮和四缸两级斯特林制冷机为双冷源,对高低温箱的降温性能进行测试,考察了高低温箱内空间的降温极限以及达到多个目标温度的降温速率等.结果表明,在液氮与斯特林制冷机共同作用的条件下,通过氦气的强制对流、再将氦气抽除的技术手段,可使热沉温度降至-210℃以下.     

饱和与非饱和氦膜的临界迁移率

木文描述了饱和与非饱和氦膜的临界迁移率,以德银作为衬底的实验结果与以玻璃为衬底具有一致的结果,用饱和氦膜测定的体积迁移率与文献[2]中所发表的相符合。     

返流法氦质谱检漏仪在冻干机检漏中的应用

本文主要介绍返流法氦质谱检漏仪在真空冷冻干燥机检漏工作中的应用．着重介绍其检漏原理、检漏方程式及测试结果，该法对大型真空设备检漏是有益的     

小型氦气闭循环致冷机低温泵的研制

文章详细地描述了小型氦气闭循环致冷机低温系（亦称现代温泵）的设计、最佳结构参数的选择和主要特征．其口径φ２５０ｍｍ，对Ｈ２的抽速系数高达０．２５．该泵主要应用于超高真空．     

渗流介质对渗透率测试结果的影响

 分别利用氮气与氦气,采用不同的驱替压差对不同渗透率级别的特低渗岩心进行渗透率测试,并且分析了不同渗流介质的滑脱效应对渗透率测试结果的影响.实验结果表明：利用氦气和氮气测试岩石渗透率,均存在滑脱效应;相同孔隙压力下利用氦气测得的渗透率均大于氮气测得的渗透率,二者之间具有较为明显的差别,岩心孔隙压力越小,两种气体测试的渗透率差别越大,这表明在低压测试渗透率时,氦气由于分子直径较小,自由程大,引起的滑脱效应对渗透率的贡献较大;岩心渗透率越低,渗透率受滑脱效应的影响越显著.     

Modeling and Simulation of Skid-mounted LNG Plants Using HYSYS Software

This study presents three kinds of skid-mounted plants, including single mixed refrigerant cycle （MRC）, nitrogen expander cycle, and natural gas （NG） Claude cycle. Hysys simulation shows that single MRC is the most efficient cycle among the three. The specific power of single MRC liquefiers is 1 485 k.l/kg, 15% higher than that of large liquefaction process. Considering the recovery of stranded-gas, commercial analysis suggests that the initial cost of LNG plants ranging from 1 to 100 ms/day can be paid back in 2 to 4 years.     

高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型

螺旋管直流蒸汽发生器(SG)是高温气冷堆核电站的关键部件。为研究SG内氦气、水/蒸汽流动和换热的动态过程,该文建立了SG时域模型并编制了计算程序。其中,水/蒸汽两相流采用一维漂移流模型描述;氦气采用一维、可压缩流动模型描述;两侧流体与管壁的换热系数和流动阻力系数采用经验关系式计算。求解方法采用适用于动态、低速、可压缩流动的压力修正算法,以克服低Mach数造成的数值不稳定。采用此模型计算了THTR-300SG温度分布,计算结果与实验结果相比平均温度误差小于10℃。动态计算结果表明,此模型可以捕捉到规律的两相流脉动。利用此模型可以进行SG热工设计、不稳定性分析以及电站系统的工艺设计。     

获得1.2K低温的实验研究

本文从低温传热的观点出发,通过对减压过程的传热分析和温度分布的测量,提出建立该类低温装置应遵循的基本原则;发现低温实验装置中,主颈管的导热漏热占主导地位,减压过程中冷气流大小对温度分布的影响很敏感,改变了颈口热辐射决定的轴向距离、77K辐射屏位置及屏间距.实验对减压降温过程进行了动态测量,并提出液氦玻璃杜瓦的非正常输入的概念。