以聚四氟乙烯为密封件的法兰结构低温密封性能研究

利用法兰-密封件-螺栓密封结构密封性能测试实验台,针对常温和-196℃低温温区,对聚四氟乙烯密封圈密封性能的影响因素开展了实验研究,着重探讨了螺栓预紧力矩、工作压力及温度对其密封性能的影响情况。结果显示:在固定预紧力矩下,随着工作压力的不断升高,该密封结构在常温和-196℃两个温区都会出现泄漏临界压力点,并且临界压力与单位面积密封圈上预紧力之间均呈现较好的线性关系;在相同的螺栓预紧力下,该密封结构在低温下的临界压力低于常温下的临界压力,说明聚四氟乙烯密封性能常温优于低温。     

磁流体-螺旋组合密封对液体介质的密封性能研究

磁流体旋转密封液体时,磁流体与被密封液体间相对运动致使其界面发生稳定性问题,密封性能较差。而螺旋密封在主轴旋转时利用流体动压反输可阻止被密封液体泄漏。为了提高旋转密封性能,设计了磁流体密封与螺旋密封组合的密封结构,搭建了组合密封实验台,理论和实验研究结果表明,该组合密封结构既能解决磁流体密封在较高转速时的失效问题,又能解决螺旋密封在停车及低速时的泄漏问题,实现不同转速下较稳定的密封效果。     

小型低温制冷机上的低温密封型式浅析

随着小型低温制冷机在工业、高科技等尖端产业得到越来越广泛的应用，用于其上的低温密封也愈来愈引起人们的重视，低温密封比起普通的密封具有自己独特的要求，该文主要针对小型低温制冷机中的低温密封型式进行简要的说明，并具体给出一些低温制冷机上采用的低温密封实例。     

24°球形管路接头低温密封性能研究

对24°球形密封管接头进行了计算分析,从理论与试验上分析24°球形管路接头的密封性能。首先利用界面渗透原理和A. Roth假设对界面微漏孔泄漏原因和理论模型进行了研究;其次利用双线性等向强化本构模型对球头密封面的弹塑性变形过程进行有限元分析;最后利用密封面微漏孔泄漏模型对常温和液氮环境下的球头密封特性进行了分析。研究结果表明:(1)24°球接头第一道密封面平均宽度0.296 mm,第二道密封面宽度0.389 mm;(2)24°球头密封面最大比压在573 MPa左右,第一道密封面平均比压381 MPa,第二道密封面平均比压290 MPa;(3)24°球头密封接头液氮环境下的理论泄漏率为4.0×10^-6Pa·s,与平均试验泄漏率5.1×10^-6Pa·s相比,误差为22%。     

载人航天器中橡胶密封结构低温性能研究

载人航天器对密封性能要求极为严苛,密封结构的泄漏特性与温度相关。本文研究了一种典型的硅橡胶密封结构的泄漏方式,通过对低温下橡胶材料的透气性能的测试,结果表明：从50℃下降到5℃时、气体通过材料的渗透量降低约一个数量级。本文还通过实测材料在低温下的应力-应变关系、低温下材料的收缩特性,借助ABAQUS分析软件建立了该结构的压缩状态的有限元模型,得到了低温下密封应力变化情况,并据此计算了界面泄漏结果：低温下,密封结构的界面泄漏量略有所增大。本文研究的某典型橡胶密封结构在低温下的气体渗透泄漏和界面泄漏的量化数据,为产品在低温下的使用可靠性评估打下基础,也为类似结构设计提供参考。     

高压低温密封试验研究—试验装置及方法

讨论了在０－１５ＭＰａ的高压下，－１９６℃－＋２００℃温区内，法兰，球头密封结构密封性能的试验方法；介绍了试验装置及试验过程并对部分试验设施进行了讨论最后给出了该试验装置，方法的误差分析及估算。     

低温静密封技术研究

低温静密封技术是航天飞行器一项关键技术。本文综述低温静密封技术研究进展，对今后的研究方向作了展望，氟代烃、含氟聚氨酯，全氟醚是最合适的低温静密封材料。     

航天用低温高压静密封的试验研究

为了提高氢氧发动机静密封的可靠性,解决低温（２０Ｋ）、高压（２４ＭＰａ）、高真空（１０＾－３Ｐａ）环境中的静密封问题,设计了专用低温恒温器,用氦质谱检漏仪测定液氢温度下不同内压时试验法兰的密封性,取得了圆满成功。     

用于密封液体的一种新型磁性液体密封结构

磁性液体密封具有“零”泄漏、寿命长等优点, 在气体密封等领域得到了成熟的应用, 然而, 在液体环境中的密封性能较差。本文综述了磁性液体密封液体的发展现状, 对传统磁性液体密封结构进行了改进, 提出气体隔离式磁性液体密封, 将原磁性液体密封液体介质的问题转化为其密封气体介质的问题, 从根本上解决了磁性液体与被密封液体界面的不稳定性问题。     

基于Ansys的不同截面密封圈密封性能仿真分析

目的对"凸"形、矩形和"Y"形截面密封圈的密封性能进行对比分析,为端面静密封形式的密封圈选型和结构设计提供参考。方法基于Ansys的大变形接触有限元分析,对3种不同截面密封圈进行应力和接触压力仿真分析,并对结果进行比较。结果 "凸"形截面密封圈在压缩过程中最大应力和最大接触压力变化均匀,最大接触压力面较宽;矩形截面密封圈最大应力变化均匀,最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后呈现陡增现象;"Y"形截面密封圈最大应力和最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后均呈现陡增现象,而且最大接触压力面狭窄。结论对于特定密封圈槽的端面静密封形式,"凸"形截面密封圈密封性能最优。     

低温用膨胀珍珠岩绝热性能的实验研究

本文以常用低温保温材料膨胀珍珠岩 (珠光砂 )为研究对象 ,实验测量了在稳态和非稳态传热条件下的导热性能、热扩散性能及其随温度的变化规律 ,并对两种传热条件下的绝热特性进行了分析和研究 ,为工程应用提供可靠的理论依据 ,也为低温绝热方案的选择及优化提供参考资料     

单金属密封的结构优化及其密封性能研究

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析。用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为优化目标,利用正交试验和F评价方法对单金属密封结构参数进行优化,得到密封结构参数对密封面接触压力和泄漏率的影响情况,并将每个水平数对应的优化目标计算结果分别取平均值,得到不同水平影响下接触压力和泄露率平均值的变化趋势,从而确定密封结构的最优水平值,并借助有限元仿真对优化前后的密封性能进行对比。最后根据优化前后的密封结构参数加工2套密封试件,进行密封实验。仿真分析和实验结果表明：高压工况下优化前的密封面内侧磨损严重,钻井液颗粒容易侵入密封面;而优化后密封面的最大接触压力有所降低,动密封面的最高温度和泄漏率明显降低。研究结果对改进单金属密封的工作性能、提高井下动密封的可靠性有重要的现实意义。     

Experimental study on the thermal hydraulic performance of plate-fin heat exchangers for cryogenic applications

Efficient and compact plate-fin heat exchangers are critical for large-scale helium liquefaction/refrigeration systems as they constitute major part in the cold box. This study experimentally explores the heat transfer and pressure drop behaviors of helium gas at low temperature in four types of plate-fin channels, namely offset-strip and perforated fins, with different geometrical parameters. A series of cryogenic experiments at approximately liquid nitrogen temperature are carried out to measure the Colburn j factors and Fanning friction f factors with a wide range of Reynolds number. Besides, to reveal the performance variations under different operating temperatures, comparative experiments respectively conducted at room temperature and liquid nitrogen temperature are implemented. The results show that in comparison with the performance data at room temperature, most of j factors are relatively smaller perhaps because the lower aluminum thermal conductivity and higher Prandtl Number at low temperature. Meanwhile, the f factors corresponding to cryogenic conditions exhibit slightly larger even though the core pressure drops show considerable reductions. In contrast to the calculated results from the frequently-used performance curves (Chen and Shen, 1993), the Root Mean Squared Errors of j and f values are correlated within 8.38% and 6.97% for one perforated fin core, 41.29% and 34.97% for three OSF cores, respectively. For OSFs, further comparisons with the previous empirical correlations from literatures are conducted to verify the accuracy of each correlation. Generally, most of the calculated results predict acceptably within the deviations of ±25% for the j factors, while the predicted results express relatively large deviations for the f factors. Therefore, it may be revealed that most of the existing correlations were not able to accurately predict the experimental data in consideration of the performance differences under realistic cryogenic operating conditions, which could have significant influences during the design process of cryogenic heat exchangers.     

一种辐轮式低温支撑的热学与力学性能实验

介绍了一种特殊的辐轮式低温支撑,针对这种不同材质和辐条数量及其截面形状的辐轮式结构,分别从热学性能和力学性能两方面进行了实验研究,测量了聚醚醚酮（PEEK）和玻璃钢（GRP）两种材料的热导率以及由这两种材料组成的多种结构形式的支撑轮的热阻,对试样进行力学拉伸破坏实验,并对实验结果进行了分析与比较,给出了误差分析。实验结果表明,温度在200 K以下时PEEK材料热导率小于GRP材料,200 K以上时两者相当;支撑轮的热阻随着辐条数量和截面积的增加而减小,且实验测得的热阻是固体传热和辐射换热的综合结果;支撑轮的力学性能随着辐条数量和截面积的增加而提高,GRP材料的支撑轮径向承受载荷能力较强、轴向偏弱,而PEEK材料的支撑轮各方向上承载能力较为均匀,这主要是因为GRP材料是各向异性的。综合热性能和力学性能实验结果,PEEK材料6辐带肋结构的支撑轮是最佳选择。     

液体火箭冷氦增压系统低温试验研究

为研究液体火箭低温氦增压系统中电磁阀与孔板组合方式的增压性能和优化孔板的设计,开展了使用液氢温区的氦气作为增压介质的冷氦增压系统试验,并通过排放液氧模拟火箭贮箱内液氧的消耗.通过分析试验过程中增压氦气流量和贮箱压力的情况,获得了该增压方式对贮箱的增压性能.试验结果表明电磁阀与孔板组合能将贮箱压力维持在设计范围内,是一种简单、可行的液体火箭液氧贮箱增压方案.     

Experimental study with regard to the cooling of cryogenic liquids

Results are shown of an experimental study with regard to the equilibrium or departure from it during the cooling of cryogenic liquids by vapor evacuation or by paddling with bubbles of an uncondensable gas.Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 24, No. 6, pp. 1078–1080, June, 1973.     

Experimental investigation on the performance of a neon cryogenic oscillating heat pipe

An experimental investigation is conducted to study the performance of a cryogenic oscillating heat pipe (OHP) using neon as the working fluid. The stainless steel OHP with an inner diameter of 0.9 mm has 4 turns, and the lengths of the evaporator, condenser section and adiabatic section are 35 mm, 35 mm and 95 mm, respectively. The temperature of the evaporator and condenser and the pressure of the OHP are measured. The results show that the cooling down process of the OHP from room temperature to the working temperature can be significantly accelerated by charging with neon. During the pseudo steady-state operation process, the temperature of evaporator and the pressure of the OHP increase with increasing heat input. When the dry out appears, the temperature of evaporator rises quickly, and the pressure of the OHP drops sharply. In addition, the effective thermal conductivity of the OHP at the different heat inputs and the different filling ratios is calculated. It increases with increasing heat input, and there exists an optimum filling ratio which makes the maximum effective thermal conductivity. For this OHP, the optimum filling ratio is 24.5%, at which the effective thermal conductivity is 6100–22,180 W/m K.     

低温推进剂蒸发量主动控制实验研究

以液氮为研究工质,基于研制的低温推进剂蒸发量主动控制实验平台开展了"零蒸发"贮存实验研究。该实验平台以G-M制冷机作为冷源,通过换热器对500 L液氮贮存容器内部输入冷量,以此控制液氮的蒸发速率,实现液氮的"零蒸发"贮存。实验研究表明,对于液氮贮存空间气相区和液相区分别输入冷量,均能抑制系统压力上升趋势,实现"零蒸发"贮存的目的,其中对于液相区输入冷量效率更高,能够在较短时间内降低系统压力。通过该实验平台上还进行了蒸汽冷却屏控制液氮蒸发速率研究,实验证明通过蒸汽冷却屏可以降低液氮蒸发速率。     

密肋复合墙结构体系抗震性能的试验研究

密肋复合墙结构独特的构造使结构在地震作用下表现出填块→框格→外框的破坏模式,实现对地震能量的分级释放,形成结构抗震的三道防线。为了探讨密肋复合墙体中各道抗震防线对抗震性能的影响,进行了2组复合墙体的试验研究。观察了墙体的主要破坏形态和破坏过程,分析了墙体的承载力、滞回特征、延性、刚度、耗能能力等抗震性能。研究表明：肋格约束下的填充砌块极限承载力明显提高,屈服位移减小,延性降低。加外框的墙体比不加外框的墙板承载力明显提高。屈服荷载之前主要为砌块开裂耗能,屈服荷载后主要为裂缝的开裂闭合及相互摩擦耗能,标准墙板中的砌块及墙板内裂缝分别受到肋格和外框的约束,摩擦耗能较为充分。在密肋结构中,可以通过调整每道防线的设计参数来改变三道抗震防线的发生顺序及耗能性能,实现三道抗震防线的量化设计。     

不同构造参数双层窗隔声性能试验研究

通过试验研究玻璃构造形式与规格、开启方式与密封形式、双层窗间距及窗框型材对双层窗隔声性能的影响,分析得出:玻璃构造形式与规格对双层窗的计权隔声量影响较小,其空气声隔声量频率特性曲线相近,低频共振频率主要出现在160~250 Hz范围;外平开/内推拉形式双层窗的隔声性能与双平开形式双层窗相当,均显著优于双推拉形式双层窗,且推拉窗采用包覆式密封条替换普通毛条,对提升外平开/内推拉形式双层窗的隔声量有一定效果;在相同条件下,当两层窗之间的间距大于90 mm时,双层窗构件的计权隔声量相近,隔声性能优于间距为80 mm的双层窗。