氦冷却法制备氮浆中液滴凝固过程的模拟与分析

采用氦冷却法制备氮浆的工艺所制氮浆颗粒尺寸均匀,制备过程中杜瓦内可维持正压,从而防止周围空气的漏入。通过对氦冷却法制备氮浆过程中液滴凝固时固氮颗粒的形成过程进行分析,建立起相应的物理模型以及微分方程,并对微分方程进行数值求解。着重考察了液滴的凝固过程,并对液滴群完全凝固时的氦气温度、压力、流速以及扩散腔长度进行了研究,进而探讨了采用该方法制备氮浆时氦气工作参数、喷管尺寸以及扩散腔长度等的选择问题。     

基于RPI沸腾模型的液氮池内核态沸腾过程模拟与分析

为探究液氮的池内核态沸腾过程,使用RPI(Rensselaer Polytechnic Institute)沸腾模型对液氮池内核态沸腾阶段不同壁面过热度下的沸腾工况进行了数值模拟。计算得到的液氮核态沸腾区域的沸腾曲线与文献中的实验结果相吻合,验证了RPI沸腾模型和相关沸腾参数模型用于液氮核池沸腾模拟的可行性。依据气相分布云图讨论了不同过热度工况下沸腾发生过程中气液相分布的变化情况,并分析了气相的生成和上升过程。     

低温浆体电容式液位计的优化及实验

针对电容传感器测量稳定性差的问题,采用电容法对氮浆液位的测量开展实验及优化研究.为了改善电容式液位计的稳定性和精度,采用双层同轴管结构作为电极,在电极外增加全屏蔽同轴管并接地,降低周围环境电磁及机械干扰.标定实验结果表明,液位计具有较好的线性度、灵敏度和精度,平均灵敏度为46.76 pF/m,液位测量相对误差在±0.23%以内.将标定的液位计运用于氮浆液位及流速的测量,测试结果显示,优化的电容式液位计运行稳定,利用液位变化来估算流速的方法较可靠.     

结霜工况下低温氢气空浴回温器传热性能分析

为一套用于低温氢气回温的空浴式换热器建立了传热模型,着重考察结霜工况对传热性能的影响。针对等霜层厚度和线性变化霜层厚度等两种模型,计算和分析了不同风速对回温器的温度分布的影响以及满足复温需求的最小换热管长度。鉴于实际结霜工况应该介于两种理想霜层模型之间,为满足该低温氢气回温器换热要求,最低管外空气强制对流风速也应介于两种理想模型所要求的最低风速之间,即1.3—2.1 m/s之间。     

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。