垂直上升管内气液两相流动特性的数值模拟

某空间模拟器的液氮制冷系统采用了结构简单、可靠性高、最节能的重力自循环系统.基于气液两相流理论,建立了垂直上升管内液氮气液两相流动的一维均相流模型;数值模拟不同入口压力下的管内压力、质量流量、管壁温度和质量含气率等参量,研究其变化规律.计算结果表明,建立的数学模型能够详细描述重力自循环系统垂直上升管内液氮流动的流体动力特性,为空间模拟器液氮制冷系统的研制提供了重要的基础数据和理论参考依据.     

毛细管重力循环供冷装置的供冷性能研究

在同等条件测试空间内进行毛细管重力循环供冷方式（CGCC）和分体式空调器（PAC）的性能比较实验,并依据实验结果分析与评价毛细管重力循环供冷装置的供冷能力、舒适性和运行性能。其结果如下：重力循环供冷方式可以维持设计温度,并且不发生结露,由于此系统对地面结构具有蓄冷作用,因此其循环水泵和控制阀的开/关次数少于分体式空调器的开/关次数。另外,重力循环供冷方式可以有效缓解分体式空调器系统的吹风感现象。     

液氮驱动系统的新循环及热力特性研究

与传统循环系统不同 ,新型液氮驱动循环系统采用液氮循环和传统燃料循环相结合 ,有效地利用散热器中和汽车尾气中废热 ,提高效率 ,同时减少热污染。膨胀过程采用切实可行的三级膨胀二次再热过程。研究新型主换热器的除霜设计 ,并归纳其设计准则     

EES在有机朗肯循环系统热力特性仿真研究中的应用

有机朗肯循环（OrganicRankineCycle,ORC）是在传统朗肯循环中采用有机工质（~IRl13,R123等）代替水推动膨胀机做功的循环,本文根据集总参数法和能量守恒定律建立有机朗肯循环系统的数学模型,运用软件工程方程求解器（EngineeringEquationSolver,EES）进行仿真研究,得到不同工况下有机朗肯循环系统热力特性的变化规律。研究结果表明,提高系统蒸发压力、降低系统冷凝压力以及选择效率尽可能高的膨胀机,可以提高有机朗肯系统循环热效率。仿真计算结果与实验数据二者吻合较好,表明所发展的数学模型可以满足有机朗肯循环热力系统仿真的要求。     

热水供暖系统中重力循环对水流量的影响

机械循环的热水供暖系统中,重力循环作用压头不仅存在于双管供暖系统,在单管供暖系统也同样存在。只要在并联环路散热器之间存在高差,环路之间就会有重力循环作用的压力差。凭借多年来的工程实践证明,在某些系统的并联环路阻力平衡时,重力循环对流量分配会有较大影响,必须在设计计算中予以考虑。     

浅谈管道工程循环系统的改造

管路系统循环通常分为开式循环与闭式循环，开式循环系统：管路之间有贮水箱（或水池）通大气，自流回水时，管路通大气的系统。闭式循环系统：管路系统不与大气接触，在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。本文以平煤股份四矿降温工程为例，介绍了两个系统的优缺点。     

吸收循环卡诺模型及大温差系统理论效率

为了简化吸收循环热力学分析方法,通过吸收循环和压缩式循环的对比,提出吸收循环卡诺模型分析方法.分析了吸收循环内部的能量转换,提出适合冷水大温差的改进的双蒸发器-双吸收器吸收循环系统,并建立了改进系统的卡诺模型,并推导出其理想循环的理论效率表达式.在此基础上分析了不同热源和相关参数对理论效率的影响,并与简单吸收循环进行了对比分析.结果表明改进系统可以有效提高吸收循环效率.     

空间低温光学试验深低温背景环境的实现

为了实现空间低温光学试验的深低温背景条件,对实现深低温环模技术以及氦冷却系统进行了探讨.通过分析得到以氦循环方式建立的20 K稳定深低温冷黑背景是最为合适的低温光学试验背景环境.该系统是由氦液化系统配合相应冷氦分配装置以及终端冷舱组成密闭循环系统.氦液化系统是基于由布雷顿循环和焦耳-汤姆逊作用组合而成的克劳德循环,它能持续提供一定流量和压力的液氦或冷氦气作为循环系统中制冷工质,从而为试验提供稳定的深低温环境.     

浅谈合成氨装置U形废热锅炉的工艺

合成氨装置U形管废热锅炉设计”。U形管废热锅炉因其高温工艺气侧只有一个管板,换热管可以自由伸缩,壳体与换热管无温差应力,因此在化工行业中得到广泛的应用。U形管式废热锅炉工艺计算的关键是水系统的自然循环,通过对循环系统阻力及密度差计算确定循环推动力。     

制冷空调中CO2跨临界循环方式的分析

为尽快实现制冷空调中CO2对传统工质的替代,克服CO2跨临界循环系统效率较低的缺点,在基本制冷循环的基础上,可以通过应用内部热交换器、闪蒸器、混合器、分离器、膨胀机等部件,采用各种系统循环方式以提高CO2跨临界循环的系统效率并满足不同需要,从而使之达到与传统工质相竞争的比较优势.本文对三种单级循环、五种双级循环和四种联合循环的流程及各种循环提高系统效率的原理进行了综述和分析.     

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。     

Cryogenic cooling system of HTS transformers by natural convection of subcooled liquid nitrogen

Heat transfer analysis on a newly proposed cryogenic cooling system is performed for HTS transformers to be operated at 63–66 K. In the proposed system, HTS pancake windings are immersed in a liquid nitrogen bath where the liquid is cooled simply by colder copper sheets vertically extended from the coldhead of a cryocooler. Liquid nitrogen in the gap between the windings and the copper sheets develops a circulating flow by buoyancy force in subcooled state. The heat transfer coefficient for natural convection is estimated from the existing engineering correlations, and then the axial temperature distributions are calculated analytically and numerically with taking into account the distributed AC loss in the windings and the thermal radiation on the walls of liquid-vessel. The calculation results show that the warm end of the HTS windings can be maintained at only 2–3 K above the freezing temperature of nitrogen, with acceptable values for the height of HTS windings and the thickness of copper sheets. It is concluded that the cooling by natural convection of subcooled liquid nitrogen can be an excellent option for compactness, efficiency, and reliability of HTS transformers.     

空分设备氮水预冷系统改进

分析 6 0 0 0m3 /h空分设备原氮水预冷系统存在的问题及原因 ,将水循环由原制氧站大循环改为氮水预冷系统内部的自循环 ,只增加水换热器和蓄水器 ,效果明显。     

液态锂铅合金鼓泡器中液相行为的数值模拟

为了完成聚变堆氚增殖包层模块（Tritium Breeding Module，TBM）液态锂铅合金鼓泡器（Liquid Lithium Lead Bubbler，LLLB）的设计与建造，采用流体力学方法建立了描述表观气速、气泡尺寸和平均气含率等流变学指标对液相通量径向分布影响的代数模型。数值模拟结果表明：随着表现气速和平均气含率的增加，气泡尺寸的减小，液体循环流动强度增加，径向通量呈抛物线分布，在流态特性指数一定的情况下，中心区上流与边壁区回流的分界点只受表观气速的影响。     

低温液体火箭发动机循环预冷模拟试验

进行了低温液体火箭发动机自然循环预冷过程的模拟实验,试验证明了回流管进入储箱液面之上和进入液面之下的两种方案均可实现自然循环预冷,但是要维持自然循环继续进行,前者必须增加引射,而后者不需引射。模拟试验结果可供进一步试验研究参考。     

液氮洗冷箱的设计

液氮洗冷箱是合成氨的主要设备,是合成氨工艺的重要环节之一,由冷箱骨架、设备支架、阀架、管架、管道、平台梯子、设备(氮洗塔、板翅式换热器、分离罐等)、调节阀、仪表等组成.根据国内液氮洗冷箱工作压力的不同(2.0～3.0、5.0～6.0、7.0～8.0 MPa),出冷箱合成气总量主要是30万t/a和40万t/a.为提高液氮...     

食品液氮速冻技术研究进展

液氮速冻技术能使食品快速穿过冰晶区实现食品的玻璃化或部分玻璃化,提高速冻食品的品质,在食品冷链中广泛应用。本文概括了食品液氮速冻技术的基本原理和经典传热模型,对比了液氮浸渍冻结、冷气循环冻结和喷淋冻结等速冻方式的特点,总结了速冻食品品质评价的研究进展和液氮速冻技术在食品加工中的应用范围,并展望了液氮速冻技术未来的研究方向。     

Performance analysis of no-vent fill process for liquid hydrogen tank in terrestrial and on-orbit environments

Two finite difference computer models, aiming at the process predictions of no-vent fill in normal gravity and microgravity environments respectively, are developed to investigate the filling performance in a liquid hydrogen (LH₂) tank. In the normal gravity case model, the tank/fluid system is divided into five control volume including ullage, bulk liquid, gas–liquid interface, ullage-adjacent wall, and liquid-adjacent wall. In the microgravity case model, vapor–liquid thermal equilibrium state is maintained throughout the process, and only two nodes representing fluid and wall regions are applied. To capture the liquid–wall heat transfer accurately, a series of heat transfer mechanisms are considered and modeled successively, including film boiling, transition boiling, nucleate boiling and liquid natural convection. The two models are validated by comparing their prediction with experimental data, which shows good agreement. Then the two models are used to investigate the performance of no-vent fill in different conditions and several conclusions are obtained. It shows that in the normal gravity environment the no-vent fill experiences a continuous pressure rise during the whole process and the maximum pressure occurs at the end of the operation, while the maximum pressure of the microgravity case occurs at the beginning stage of the process. Moreover, it seems that increasing inlet mass flux has an apparent influence on the pressure evolution of no-vent fill process in normal gravity but a little influence in microgravity. The larger initial wall temperature brings about more significant liquid evaporation during the filling operation, and then causes higher pressure evolution, no matter the filling process occurs under normal gravity or microgravity conditions. Reducing inlet liquid temperature can improve the filling performance in normal gravity, but cannot significantly reduce the maximum pressure in microgravity. The presented work benefits the understanding of the no-vent fill performance and may guide the design of on-orbit no-vent fill system.     

多孔层管内液氮自然循环饱和沸腾传热研究

试验研究了大气压下自然循环饱和液氮在国产多孔层管内沸腾传热特性。在整理并分析数据的基础上提出了多孔层管内流动结构及无因次准则式。