大空间分层空调热转移负荷特性分析

根据现有大空间分层空调理论,以某大空间建筑为研究对象,分析在不同日射强度、室外温度、通风量和分层高度下分层空调的热转移负荷特性,为大空间建筑空调节能提供参考依据。     

驻波热声制冷机分层回热器的特性研究

针对驻波制冷机回热器的7种分层方式进行研究,并通过DeltaEC计算驻波制冷机的声场分布、热流分布和相位差分布、最低制冷温度,以及制冷量与COP的特性规律。计算结果表明:随着制冷温度的降低,通过回热器的分层相应增大回热器的孔隙率,有利于改善流动损失,有效降低制冷温度,提高制冷效率。回热器的分层可以为热声制冷机性能的优化提供一种有效的手段。     

载冷剂低温热物性测试方法综述

航天器内的温度通过热控制系统中载冷剂的强制对流换热来调节。在研制和选择载冷剂时,根据载冷剂的性能要求,需要对流体工质在低温下的热物性参数进行测量。对现有的载冷剂物性测试方法进行了综述,总结了测量载冷剂密度、凝固点、沸点、黏度等参数的方法,并通过比较得出绝热量热法是低温下测量液体比热容的最佳方法,径向热流法适合于低温下测量液体工质的导热系数。     

低温恒温器漏热计算

在一般情况下。流入低温恒温器的总漏热是由通过绝热层的漏热、沿热桥的漏热(支承件、悬挂件等)及沿导线的漏热(由引线材料的导热性及通过电流时的释热而引起)所组成。     

低温保护剂热物性分析与冰晶的显微研究

低温保存过程中,冰晶的形成和生长是造成细胞损伤的主要因素之一。本文研究低温保护剂在降温过程中冰晶的生长规律,方法是应用低温显微镜系统,观察低温保护剂溶液的浓度及不同添加物对于冰晶生长和形状的影响,并利用差示扫描量热法(DSC)研究了溶液的熔融相变过程的变化。低温显微实验表明:低温保护剂溶液结晶形状、大小与溶液的浓度和添加溶质(糖或糖醇)有关,溶液浓度高,形成的冰晶小,对细胞损伤小,添加山梨醇的混合液冰晶形状细小,减轻了冰晶对细胞结构的物理损伤。DSC实验表明:在四种低温保护剂中5%Me2SO与山梨醇混合液(体积比)熔融温度最低,热焓值最小,溶液形成的冰晶最少,因此对细胞的低温损伤最轻。     

相变蓄热球对水箱热分层特性影响的实验研究

相变蓄热技术是提高太阳能利用效率的重要途径之一。本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并基于水箱内各温度点随无量纲时间的变化,采用填充效率和混合数分析法,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。实验结果表明:当水箱温度为80℃时,普通水箱和相变蓄热水箱的能量分别为18. 81 MJ和19. 34 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。普通水箱的热分层效果要强于相变蓄热球在第1、2和3层时,但弱于相变蓄热球在第4层时。当进口体积流量为9 L/min、t*=1时,相变蓄热球在第1层和第4层时的填充效率分别为0. 497和0. 581,而普通水箱的填充效率为0. 573。随着进水流量的增大,水箱内混合程度升高,斜温层厚度变大,水箱分层效果下降。当进口体积流量大于7 L/min且相变蓄热球位于底部时,相变蓄热水箱的热分层特性最佳。     

含分层损伤的复合材料格栅(AGS)板的非线性热屈曲分析

采用基于复合材料一阶剪切效应理论的有限元法分别研究了含分层损伤的复合材料层合光板、 单向加筋板和格栅加筋(AGS)板的热屈曲性态。在分析中考虑材料热物理性质与温度相关特性, 同时在分层前缘采用了位移约束条件以保证分层区域的各子板的变形相容要求。3种结构的典型算例分析和结果的比较表明, 复合材料格栅(AGS)板具有很强的抗热屈曲的能力, 但是, 分层损伤将使其临界温度降低, 同时还会导致热屈曲的模态发生改变。本文中提出的方法和所得结论对AGS结构的热承载能力预测和损伤容限设计将具有参考价值。      

低温真空电流引线热分析

对在两级制冷机传导冷却下由高温超导和铜组成的二元电流引线进行热分析.给出了不同运行电流下,在室温温度(300 K)和制冷机一级冷头温度(77 K)间铜电流引线的温度、热流分布.认为大电流运行下,传导热等于焦耳热的一半时,在二元电流连接点的热流最小.给出了在最小热流下电流引线的尺寸优化方法.     

低温流体热物性数据库的国内外概况

综述了国外低温流体热物性数据库工作进展情况、氦热物性数据库的研究概况。并综述了国内一些学者研完低温流体物性数据的概况。     

不同分层高度下的空调室内热环境实测分析

以某大空间实验基地为研究对象,针对大空间建筑中常用的喷口侧送侧下回送风气流组织形式,对分层高度分别为4m、5m、6m的分层空调负荷进行了理论分析与计算。研究结果表明分层高度越高,负荷越大,能耗越高;但分层高度过低,在满足射程的同时会带来吹风感,分层高度每提升2m,负荷增加1.5kW左右。通过对夏季室内热环境进行实测,得到了不同分层高度下的空调室内热环境相关参数,对比分析得到该建筑的最佳分层高度4m,为大空间分层空调设计提供实验基础。     

Hot disk建模及模型精度分析

为了对瞬态平面热源技术进行准确的评估,在简化Hot disk探头结构的基础上,基于瞬态点热源格林函数法给出了Hot disk瞬态平面热源表面平均温度的理想模型推导过程;基于此理想模型并应用Hotdisk数据采集系统,针对Pyroceram 9606标准材料在常温常压测量条件下的热导率进行了计算.结果显示,计算值与Hot disk测量值的相对误差为6.17%,实际测量探头热容的存在、测量时间的延迟以及四线电阻的散热影响等因素是造成热导率测量精度下降的主要原因.     

Effect of baffles on pressurization and thermal stratification in cryogenic tanks under micro-gravity

Researches on the impact of baffles on sloshing suppression of two-phase fluids in storage tanks have been widely conducted in literature, particularly at normal gravity. However, few studies focused on the effect of the baffles on self-pressurization and thermal stratification of the fluids in containers. This paper uses Volume of Fluid (VOF) method to simulate thermal behavior of cryogenics in tanks with different baffle structures in microgravity environment. Groups of gravity levels, fill levels and baffle configurations (distances, angles and gaps) are investigated. Up to 54% reduction in pressurization rate was observed by optimizing the baffle settings, which is an attractive improvement for missions of long term storage of cryogen on orbit.     

气枕压力对液氢贮箱热分层的影响规律

采用CFD技术,对不同气枕压力下液氢贮箱内部物理场进行数值模拟,选择Boussinesq模型解决浮升力的影响.研究表明:气枕压力会对贮箱内部温度场与速度场产生重要影响.箱内流场随气枕压力的增大而明显减弱;气枕压力越大,贮箱顶部与底部区液氢温度越高,而压力对中部区液氢温度的影响随时间发生变化;在近壁区,热边界层厚度及温度分布受气枕压力影响较弱; 边界层速度最大值及出现位置均随气枕压力的升高而降低.     

透水沥青混合料的热物特性与热阻功能

为研究透水沥青混合料的热物性,基于热力学理论计算比较了透水沥青混合料和密级配沥青混合料的热导率、比热容、热扩散率等指标,并对透水沥青混合料的热物性指标与空隙率、含水率的关系展开分析;通过设计室内光照试验,测得相同的传热条件下两种材料表面和底部的温度变化。理论计算结果表明同密级配沥青混合料相比,透水沥青混合料的热导率降低约20%,热扩散率降低约10%;室内温度测试结果显示,透水沥青混合料试件表面较密级配沥青混合料试件温度低2～2.5℃,底部温度低3～3.5℃,说明透水沥青混合料具有热阻功能,对气温荷载变化的抵抗能力较强,验证了理论计算结果。     

低温热虹吸管的设计

作为一种高性能的传热方式 ,低温热管在低温技术以及超导磁体的冷却方面有广阔的应用。本文着重阐述了热虹吸管的工作原理、基本设计以及各种传热极限对热虹吸管的影响。     

红外材料低温热膨胀系数测量方案及其精度分析

为了实现低温真空环境下红外材料热膨胀系数的高精度测量,提出了一种固体材料低温热膨胀系数的测量方案。本方案基于自准直原理,设计了一种测微结构,建立起了结构变形与角度的关系,并推导出热膨胀系数测量公式。利用测量公式,从理论上分析了该方案的测量误差传递函数关系,并利用误差灵敏度函数对红外材料低温热膨胀系数测量装置的设计精度进行了分析,最后通过计算得到了该方案的测量相对误差。结果表明,测量的热膨胀系数相对误差仅为0.76%,满足纳米级测量要求。     

微重力下低温液氧贮箱热分层研究

为研究微重力下,在轨运行低温液氧箱体内部流体温度场分布,建立了相关数值模型,考虑了气液相变以及各空间辐射热流的影响。计算结果表明:当g为0 g_0时,表面张力驱使液相包裹气枕,并将球形气枕挤出壁面。由于箱内没有自然对流,箱体壁面流体会出现局部过热。当g增加到10~(-6)g_0时,表面张力作用仍较为明显。箱体内部物理场分布与0 g_0工况大致相同。当g增加到10~(-5)g_0时,液相已不能完全包裹气相,气相区一直与箱体顶部接触。当g增加到10~(-4)g_0时,此时箱体内部自然对流已十分明显,气相区大致呈带状,并与顶部壁面有较大的接触面积。短时间内,自然对流可及时将外部漏热带入箱体内部。另外,箱体压力随时间增长呈先降低后逐渐升高的趋势。重力越小,箱体压力也越小。最后通过对比还发现,初始边界条件设置对箱体内部物理场有较大的影响。     

Buoyancy waves as a thermal pump

The joint effect of thermal conductivity, viscosity, and of an ascending flow on the thermodynamic processes proceeding in buoyancy waves in a compressible medium is analyzed. It is shown that in this case the waves act as a thermal pump that transfers heat from the upper cold layers of air to the lower warmer ones, thus creating and sustaining a negative temperature gradient. This allows one to adequately explain the temperature stratification observed in the atmosphere and in Ranque–Hilsch tubes. Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 82, No. 1, pp. 47–58, January–February, 2009.     

Japanese research on thermophysical properties of solids

The research activities on thermophysical properties in many engineering fields in Japan have been promoted for the past 10 years. In this paper, the outlook is reviewed on recent research work on thermophysical properties, mainly on thermal conductivity and thermal diffusivity of solids, in Japan. The research activities are described in such areas as measuring methods, metals, nuclear fuels and ceramics, building materials and insulators, soils and rocks, energy storage materials and compound materials, and dispersed materials.Presented at the Japan-United States Joint Seminar on Thermophysical Properties, October 24–26, 1983, Tokyo, Japan.