逆布雷顿循环空气制冷机的性能分析

针对开式逆布雷顿循环空气制冷机的热力性能展开理论分析,建立压缩机、膨胀机和回热器3大部件的制冷机系统模型.就部件性能和流程选择、环境温度、制冷温度等系统参数以及压比等设计参数对空气制冷机性能和COP值的影响进行了研究,证明存在着一个最佳的压力比πopt～4使制冷系统的制冷系数最大.提出了进一步提高制冷机效率的改进方案,对系统参数和设计参数进行了优化设计.     

大功率相变蓄冷散热系统数值研究

针对大功率瞬时热源散热技术需求,提出了基于相变蓄冷和冷凝换热的热管理系统.系统以管翅式换热器为传热单元,以石蜡作为相变材料,采用干度为0.1的低压饱和水作为换热介质,在换热两侧均构建相变过程,可满足高储能密度、快速释冷的要求.构建了三维翅片和一维管道耦合的数学模型,对蓄冷器传热特性进行数值研究,对比了换热流体在单相、两...     

基于DYNAMICS软件的透平膨胀机临界转速计算与分析

本文用转子动力学分析软件DYNAMICS计算了两种气体轴承支撑的不同结构的透平膨胀机转子系统的临界转速,并与ANSYS计算结果和实验数据进行了对比。ANSYS与DYNAMICS对两种材质(铍青铜、不锈钢)双层鼓泡箔片动压轴承支撑的Φ_1=25mm双盘转子系统前4阶临界转速计算结果差异较大,随转速提高差异较低,5,6两阶临界转速计算结果差异小于1%,DYNAMICS对临界转速计算结果与转子非同步涡动振动频率实验值基本吻合。ANSYS与DYNAMICS对小孔供气静压轴承支撑的Φ_2=17mm单盘转子系统各阶临界转速差异均小于2%,DYNAMICS对临界转速计算结果略大于实验结果。ANSYS计算Φ_1=25mm双盘转子系统耗时分别为109s和105s,计算Φ_2=17mm单盘转子系统耗时约70s,DYNAMICS计算耗时均小于1s。通过对两种结构转子系统的计算对比,表明DYNAMICS计算准确度高,运算速度快,适用于多种转子、轴承系统。     

氦透平膨胀机相似模化方法分析与实验验证

由于氦透平膨胀机在设计工况下进行低温性能测试的实验平台和配套设施很难满足要求，且低温工况较难达到，因此通常用膨胀机在空气中的实验来检验其性能，并通过相似模化方法得到膨胀机低温下的性能。通过分析工质在透平膨胀机中的流动及能量转化过程，发现特性比U₁/C_S、膨胀比P₁/P₂、马赫数Ma、雷诺数Re是影响膨胀机性能的关键参数。结合相似理论，以透平膨胀机变工况性能预测程序计算结果为依据，筛选出了以U₁/C_S为第一相似准则，以Ma、k^-1·Ma^-2、Ma·k^-1、k·Ma²作为第二相似准则的四组相似准则数。以流体动力学计算结果为依据，从四组相似准则中选择出了模化误差最小的相似准则，即U₁/C_S与Ma·k^-1组合。结果表明：相似模化前后氦气与空气透平膨胀机间等熵效率的最大误差在±1.4%以内，且在内部流场预测(马赫数...     

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随着对清洁能源需求量的日益增长，天然气国际贸易量正在不断加大。远隔重洋地区的天然气贸易是依靠将天然气液化后通过船运来完成的，因而LNG船就成为了完成天然气远洋贸易的关键设备。文章回顾了LNG船的发展史，介绍了LNG船的技术特点和一些配套设施，同时还阐述了我国需要建立自己的LNG船队，从而保证我国LNG进口的重要意义。     

全动压气体轴承低温透平膨胀机的开发

设计了一台小型全动压气体轴承低温透平膨胀机，径向轴承采用新型弹性支承箔片径向气体轴承，止推轴承采用螺旋槽止推气体轴承。针对该透平膨胀机的机械性能做了大量试验，试验获得最大转速为220 000r/min，试验表明，该全动压气体轴承低温透平膨胀机运转稳定，对开发我国自己的全动压气体轴承低温透平膨胀机具有重要的意义。     

热真空低温环境实验台研制

为满足低温实验的环境要求,建设了液氮温度级别(80 K)的热真空冷阱低温环境实验台,可进行低温实验中压力与压差、温度与温差、流量与热负荷的测量.该实验台采用附加液氮冷阱的真空多层绝热结构,冷阱温度最低可达80 K,无负载时冷箱真空度可达0.000 03 Pa;在采用外循环工质时,测试压力范围为0-1 MPa、压差范围为...     

新型氦气体轴承透平膨胀机的研制

着重介绍所开发的新型氦气体轴承透平膨胀机的主要设计参数及关键部件的结构，该氦气体轴承透平膨胀机用于空间环境模拟的氦制冷系统，在设计中，利用多目标优化程序获得了较好的热力性能及较高的失稳转速，同时还开展了不同工质的相似模化研究，以便更好地预测氦透平膨胀机的热力性能，为了测试透平膨胀机的热力性能及机械性能，进行了多次的常温空气试车及液氮级温度低温试车，试验结果及现场实际车结果表明氦气体轴承透平膨胀机具有优异的热力性能及机械性能，满足了神舟号飞船发射前的热真空试验要求。     

考虑摩擦的弹性支承箔片径向轴承的结构刚度分析

结构刚度是对箔片轴承进行理论分析的基础。对箔片轴承运行时存在的库伦摩擦力进行受力分析,建立弹性支承箔片径向轴承的有摩擦均匀结构刚度模型,并计算该箔片轴承的结构刚度。结果表明,弹性支承箔片径向轴承的结构刚度与弹性基础的材料性质以及箔片元件和轴承座的几何尺寸有关;考虑摩擦下的结构刚度大于不考虑摩擦的结构刚度,且2种结构刚度都是随着厚度的增加而逐渐减小,并且考虑摩擦下的结构刚度减小的趋势更明显。     

可倾瓦径向气体轴承的静动特性的理论研究

运用小扰动法和线性PH的思想,采用有限差分亚松弛的数值方法求解了可倾瓦径向动压气体轴承单块瓦的静、动特性方程。通过比较,得出一系列静特性参数和16个动特性参数,并讨论了影响静、动特性参数变化的因素。计算数据表明,轴承数和轴颈偏心率对轴承静态和动态特性的影响较大,并且瓦片参数取值推荐为L/D=1.0,α/β=0.65。