变密度多层绝热最优层密度研究 被引量：19

1

作者 王田刚 李延娜 +3 位作者 姚淑婷 陈叔平 王丽红 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第7期6-9,48,共5页

基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。... 基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。在最优层密度组合基础上,确定了不同热端温度条件下,液氮、液氧、液态甲烷VD-MLI满足漏热量要求的最小厚度。热端温度165K,液氮最小厚度9mm,液氧8mm,液态甲烷6mm;热端温度300K,液氮最小厚度39mm,液氧38mm,液态甲烷36mm;热端温度400K,液氮最小厚度94mm,液氧93mm,液态甲烷92mm。 展开更多

关键词 变密度多层绝热 逐层传热分析模型 正交实验 层密度组合

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新型被动在轨非连接支撑热结构耦合分析 被引量：2

2

作者 王田刚 于春柳 +3 位作者 陈叔平 王丽红 冶文莲 王小军 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第3期11-15,共5页

新型被动在轨非连接支撑(简称PODS)发射和在轨时主要功能元件接触状态不同,其传热路径不同,漏热量也就不同。针对支撑结构发射及在轨时,热应力、惯性载荷及贮箱重量对其漏热的影响,利用ANSYS Workbench中热-结构耦合方法对支撑结构进行... 新型被动在轨非连接支撑(简称PODS)发射和在轨时主要功能元件接触状态不同,其传热路径不同,漏热量也就不同。针对支撑结构发射及在轨时,热应力、惯性载荷及贮箱重量对其漏热的影响,利用ANSYS Workbench中热-结构耦合方法对支撑结构进行分析,得到PODS温度分布、热流分布及不同接触状态下的漏热量。结果表明,不同接触状态下,热变形及漏热量均不同。热变形是热应力和结构应力共同作用的结果,其中,热应力是影响热变形的主要因素。 展开更多

关键词 新型被动在轨非连接支撑 热-结构耦合 漏热 热变形

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低温贮箱SOFI/VD-MLI结构传热分析 被引量：2

3

作者 王田刚 陈叔平 +3 位作者 李延娜 姚淑婷 王丽红 冶文莲 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期52-56,共5页

针对聚氨酯泡沫与变密度多层组合绝热(SOFI/VD-MLI)结构传热特性分析,确定了满足地面及空间阶段液氮、液氧、液态甲烷贮箱漏热量要求的SOFI/VD-MLI组合绝热结构最小厚度为117mm,其中SOFI为77 mm,VD-MLI为40 mm。分析表明,在满足漏热量... 针对聚氨酯泡沫与变密度多层组合绝热(SOFI/VD-MLI)结构传热特性分析,确定了满足地面及空间阶段液氮、液氧、液态甲烷贮箱漏热量要求的SOFI/VD-MLI组合绝热结构最小厚度为117mm,其中SOFI为77 mm,VD-MLI为40 mm。分析表明,在满足漏热量要求时,SOFI/VD-MLI组合绝热结构中SOFI厚度大于VD-MLI厚度;随着冷端温度降低,SOFI厚度明显增加,VD-MLI厚度基本保持不变,且空间阶段热端温度223 K对应的SOFI厚度变化量明显大于空间阶段热端温度323 K;随着空间阶段热端温度升高,SOFI厚度逐渐减小,VD-MLI厚度逐渐增加,但SOFI/VD-MLI组合绝热结构总厚度基本维持不变。同时,从质量经济性角度对贮箱SOFI/VD-MLI组合绝热结构进行分析,结果表明,满足地面及空间阶段液氮、液氧、液态甲烷贮箱漏热量要求的SOFI/VD-MLI组合绝热结构单位面积质量为5.022 kg,且单位面积质量受SOFI厚度影响较大,VD-MLI厚度影响较小。 展开更多

关键词 低温贮箱 SOFI/VD-MLI传热分析厚度质量

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微型节流制冷器MMR的分析与研究 被引量：2

4

作者 王田刚 陈学康 +3 位作者 曹生珠 王瑞 杨建平 吴敢 《真空与低温》 2006年第3期149-152,共4页

提出了新型微型节流制冷器——MMR的设计方案,利用微型化准则对小尺寸下的换热器、节流毛细管进行了理论计算与分析,讨论了设计方案的可行性。提出了用闭合的螺旋细微槽道代替节流毛细管的方法,并介绍了激光焊接密封腔体的相关加工工艺。

关键词 微型节流制冷器 微槽道 毛细管 密封

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星载斯特林制冷机污染控制工艺研究 被引量：2

5

作者 王田刚 闫春杰 +1 位作者 霍英杰 许国太 《真空与低温》 2010年第1期42-46,共5页

污染是影响星载斯特林制冷机寿命的关键因素。为提高制冷机可靠性,必须对污染进行控制。主要介绍了污染对制冷机性能的影响以及污染控制的工艺处理方法。

关键词 星载 斯特林制冷机 污染控制

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电力电子变换器可靠性研究 被引量：10

6

作者 徐帅 杨欢 +4 位作者 王田刚 霍英杰 何丹 韩玉倩 程鹤 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期125-132,共8页

电力电子变换器在能量转换和传输中的广泛应用使其可靠性问题越来越受到人们的关注.本文从器件级和系统级角度总结了可靠性定量评估模型的建立方法,对比了各种建模方法的优缺点.分析了先天可靠性提高方法和后天可靠性提高方法提高系统... 电力电子变换器在能量转换和传输中的广泛应用使其可靠性问题越来越受到人们的关注.本文从器件级和系统级角度总结了可靠性定量评估模型的建立方法,对比了各种建模方法的优缺点.分析了先天可靠性提高方法和后天可靠性提高方法提高系统可靠性的机理,实现了可靠性提高方法的分类.最后讨论了电力电子变换器可靠性研究存在的问题及未来发展方向. 展开更多

关键词 电力电子变换器 可靠性 器件级 系统级 可靠性提高

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斯特林制冷机与红外探测器耦合集成技术 被引量：7

7

作者 闫春杰 潘雁频 +2 位作者 许国太 霍英杰 王田刚 《航天返回与遥感》 2011年第2期64-67,共4页

主要针对斯特林制冷机与红外探测器的耦合集成技术进行了设计、分析,研制了整体式耦合和分离式耦合2种结构的斯特林制冷机/红外探测器组件,并通过了试验测试,性能指标可以满足要求。

关键词 斯特林制冷机 红外探测器 耦合 集成设计

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低温制冷机与ZBO存储系统耦合数值模拟 被引量：9

8

作者 冶文莲 王丽红 +1 位作者 王田刚 孙述泽 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第8期19-23,共5页

介绍了基于低温液体压力控制技术搭建的一套小型实验装置,并针对实验中的一项关键内容-低温制冷机与零蒸发(ZBO)存储系统耦合建立了采用CFD软件的数学模型。根据实验装置中的已知参数以及设计计算结果,模拟了制冷机关闭状态下不同时刻... 介绍了基于低温液体压力控制技术搭建的一套小型实验装置,并针对实验中的一项关键内容-低温制冷机与零蒸发(ZBO)存储系统耦合建立了采用CFD软件的数学模型。根据实验装置中的已知参数以及设计计算结果,模拟了制冷机关闭状态下不同时刻液氮贮箱内流体分布、制冷机开启状态下分别采用紫铜箔与高温热解石墨传热元件时,低温贮箱内流体及导热带上温度分布情况。由模拟结果得知,石墨比紫铜具有更强的冷量传输能力,使贮箱内液氮温度和压力更低,体现了高效耦合性,从而在理论上验证了采用石墨传热元件的可行性。最后针对实际情况,提出了石墨与铜导热带相结合的传热结构。 展开更多

关键词 耦合 低温制冷机 实验装置 数值模拟

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一种新型低温容器综合性能检测仪设计及应用 被引量：3

9

作者 蔡宇宏 王田刚 +4 位作者 李正清 刘筱文 何丹 陈联 朱建炳 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期32-37,共6页

针对低温容器性能检测实际需求,介绍了一种新型低温容器综合性能检测仪的设计计算方法及工艺流程,并从抽真空系统、测量分析系统、环境监测系统、控制系统及工艺流程方面重点阐述其设计方法,最后介绍了基于此设计完成的产品及实际应用... 针对低温容器性能检测实际需求,介绍了一种新型低温容器综合性能检测仪的设计计算方法及工艺流程,并从抽真空系统、测量分析系统、环境监测系统、控制系统及工艺流程方面重点阐述其设计方法,最后介绍了基于此设计完成的产品及实际应用情况。 展开更多

关键词 低温容器 真空绝热 真空度 气体成分分析 静态蒸发率 测量仪器

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一种双臂型低温导热带的性能研究 被引量：7

10

作者 孙述泽 许国太 +3 位作者 王田刚 闫春杰 霍英杰 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第5期10-12,共3页

详细介绍了低温导热带的设计特点。从理论上分析了低温导热带的冷量传输性能和减振特性,得到通过利用高导热率材料可以有效地减小导热温差和降温时间。通过实验验证了低温导热带与制冷机和高温超导滤波器的耦合实验,耦合温差为2.5K。实... 详细介绍了低温导热带的设计特点。从理论上分析了低温导热带的冷量传输性能和减振特性,得到通过利用高导热率材料可以有效地减小导热温差和降温时间。通过实验验证了低温导热带与制冷机和高温超导滤波器的耦合实验,耦合温差为2.5K。实验结果和理论值基本吻合,分析了造成温差的原因。根据实验结果,提出了新的改进和实施方案。 展开更多

关键词 低温导热带 冷量传输 减振

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新型被动在轨非连接支撑研究现状 被引量：6

11

作者 王小军 于春柳 +2 位作者 陈叔平 王田刚 王丽红 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第4期25-28,54,共5页

支撑结构是低温贮箱及飞行器杜瓦瓶的关键部件,对低温燃料液体的承装及其漏热有重要影响。文中阐述了低温绝热支撑近几年的研究进展,针对新型被动在轨非连接支撑(简称PODS),就其结构、材料及其他相关问题进行了分析。随着新型被动在轨... 支撑结构是低温贮箱及飞行器杜瓦瓶的关键部件,对低温燃料液体的承装及其漏热有重要影响。文中阐述了低温绝热支撑近几年的研究进展,针对新型被动在轨非连接支撑(简称PODS),就其结构、材料及其他相关问题进行了分析。随着新型被动在轨非连接支撑研究的深入,其在空间及工业低温贮箱领域将会获得广泛应用。 展开更多

关键词 被动在轨非连接支撑 结构 选材

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空间用高温超导滤波器与制冷机集成结构设计 被引量：4

12

作者 许国太 闫春杰 +1 位作者 霍英杰 王田刚 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期11-13,67,共4页

介绍了准备投入空间试验用高温超导接收机前端中的高温超导滤波器与斯特林制冷机耦合集成结构设计。首先介绍了结构设计所考虑的因素及总体结构方案设计,然后对集成系统中重要零、部件从材料的选取、结构的详细设计,以及热力学和机械强... 介绍了准备投入空间试验用高温超导接收机前端中的高温超导滤波器与斯特林制冷机耦合集成结构设计。首先介绍了结构设计所考虑的因素及总体结构方案设计,然后对集成系统中重要零、部件从材料的选取、结构的详细设计,以及热力学和机械强度校核计算等方面将设计过程进行了介绍,通过理论分析结合以往设计经验,认为该设计能够满足试验要求。 展开更多

关键词 高温超导 空间低温制冷机 集成设计

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新型被动在轨非连接支撑选材优化 被引量：4

13

作者 于春柳 陈叔平 +3 位作者 王小军 王田刚 王丽红 吴健 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第9期25-28,共4页

以新型被动在轨非连接支撑(简称PODS)为研究对象,建立有限元模型。基于正交实验法对PODS支撑结构各组件设计不同材料组合方案,进行热分析。结果表明不同材料组合的支撑结构漏热量不同,当主体材料为钛合金,在轨管和发射管均为S玻璃纤维/... 以新型被动在轨非连接支撑(简称PODS)为研究对象,建立有限元模型。基于正交实验法对PODS支撑结构各组件设计不同材料组合方案,进行热分析。结果表明不同材料组合的支撑结构漏热量不同,当主体材料为钛合金,在轨管和发射管均为S玻璃纤维/环氧树脂管时,漏热量最小,为0.0165W。依据支撑结构漏热量小的原则,并综合考虑疲劳寿命、强度及重量因素,最终确定了支撑结构材料的组合方案,即主体材料为殷钢,在轨管为石墨环氧树脂管,发射管为S玻璃纤维环氧树脂管。在该种组合下,PODS支撑结构的漏热量为0.0217W,并具有良好的综合性能。 展开更多

关键词 新型PODS 传热分析 正交试验 材料组合

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空间斯特林制冷机失效分析 被引量：3

14

作者 闫春杰 潘雁频 +3 位作者 许国太 霍英杰 王田刚 魏广 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期10-14,共5页

针对空间用的"牛津型"斯特林制冷机的结构特点,对其早期失效模式和正常失效模式等主要失效模式进行了较深入分析,提出了改进措施。通过结构设计、工艺等改进,可以消除早期失效模式、延长正常失效的时间。

关键词 空间斯特林制冷机 失效 分析

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液氢贮箱零蒸发数值模拟与分析 被引量：3

15

作者 冶文莲 王小军 +2 位作者 王田刚 王丽红 张晓曦 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期11-15,36,共6页

采用CFD技术,对处于微重力下的零蒸发(ZBO)液氢贮箱内采用喷嘴棒强迫混合的流场进行稳态数值模拟,建立了二维轴对称模型,预测了在不同几何参数下贮箱内温度场及速度场分布情况。研究表明,喷嘴棒伸入贮箱长度、入口直径等因素均会对系统... 采用CFD技术,对处于微重力下的零蒸发(ZBO)液氢贮箱内采用喷嘴棒强迫混合的流场进行稳态数值模拟,建立了二维轴对称模型,预测了在不同几何参数下贮箱内温度场及速度场分布情况。研究表明,喷嘴棒伸入贮箱长度、入口直径等因素均会对系统内温度场产生影响。贮箱内平均温度和最大温度随喷嘴棒长度和入口直径的增大而减小,而喷口直径对贮箱内温度场影响不明显。由上述可以看出,通过增大入口直径、选择合适的喷嘴棒伸入长度,可以改善系统性能。 展开更多

关键词 零蒸发 液氢贮箱 微重力

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工作参数对斯特林制冷机性能影响分析 被引量：2

16

作者 孙述泽 许国太 +2 位作者 闫春杰 王田刚 霍英杰 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期51-53,共3页

在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度。其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排... 在调试阶段影响斯特林制冷机性能的工作参数主要有:充气压力、工作频率和环境温度。其中充气压力和工作频率是最容易更改的参数,通过分析得到:充气压力影响着斯特林制冷机振子系统的自然频率,而工作频率则影响斯特林制冷机压机活塞和排除器的相位差。利用简化模型分析了环境温度对斯特林制冷机性能的影响。实验验证了充气压力、工作频率和环境温度对制冷机性能的影响,实验结果能较好的满足分析部分。 展开更多

关键词 充气压力 工作频率 环境温度 性能

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微重力下低温液体质量测量技术进展 被引量：2

17

作者 王丽红 王田刚 +1 位作者 王小军 冶文莲 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期58-62,共5页

针对空间低温液体需要高精度质量测量技术的问题,提出了微重力下低温液体测量技术的几种方法,介绍了压缩质测法、光学质测法、压力-体积-温度法和射频质测法的测量原理及研究进展,并对上述4种测量方法进行了比较和评述,最后对微重力下... 针对空间低温液体需要高精度质量测量技术的问题,提出了微重力下低温液体测量技术的几种方法,介绍了压缩质测法、光学质测法、压力-体积-温度法和射频质测法的测量原理及研究进展,并对上述4种测量方法进行了比较和评述,最后对微重力下低温液体测量技术进行了总结和展望。 展开更多

关键词 微重力 低温液体 质量测量 进展

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基于ZBO技术的空间低温贮箱强化换热数值模拟研究 被引量：3

18

作者 王丽红 冶文莲 王田刚 《载人航天》 CSCD 2016年第2期164-168,共5页

针对载人航天和深空探测对低温推进剂长期在轨存储技术的研究需求,提出了一种基于主动制冷技术和流体混合技术的ZBO新型空间低温贮箱,建立了微重力下低温存储系统的3D模型,对六种采用不同换热结构低温贮箱的温度场和速度场进行了数值模... 针对载人航天和深空探测对低温推进剂长期在轨存储技术的研究需求,提出了一种基于主动制冷技术和流体混合技术的ZBO新型空间低温贮箱,建立了微重力下低温存储系统的3D模型,对六种采用不同换热结构低温贮箱的温度场和速度场进行了数值模拟和研究。通过对比分析,发现热管位置和混合泵以及冷头的传输效率是影响低温贮箱性能的主要因素,低温贮箱结构采用单混合泵侧喷和低温热管加环肋时最高温度最低,温差最小,具有较好的冷却效果。模拟结果有助于提高低温存储系统的性能,为空间低温贮箱的优化设计提供参考依据。 展开更多

关键词 微重力 低温贮箱 ZBO 热管 混合泵

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真空紫外辐照对聚酰亚胺结构与性能的影响 被引量：4

19

作者 王毅 王先荣 +2 位作者 郭兴 王田刚 王鹢 《航天器环境工程》 2015年第6期634-637,共4页

聚合物材料在真空紫外环境下出气逸出可造成分子污染。对聚酰亚胺薄膜进行真空紫外辐照试验,利用污染凝结效应试验设备测试辐照前后薄膜的质量损失,并通过SEM及XPS观察分析辐照前后薄膜的表面形貌、表面化学结构与成分变化。结果表明:... 聚合物材料在真空紫外环境下出气逸出可造成分子污染。对聚酰亚胺薄膜进行真空紫外辐照试验,利用污染凝结效应试验设备测试辐照前后薄膜的质量损失,并通过SEM及XPS观察分析辐照前后薄膜的表面形貌、表面化学结构与成分变化。结果表明:真空紫外辐照可引起聚酰亚胺质量损失增加,且随辐照时间增加,质量损失逐渐趋于饱和;辐照后,样品表面形貌未发生明显变化;材料表面的C–O含量增加,且随辐照时间增加继续略微增长;C=O含量降低,且随辐照时间增加而继续降低。 展开更多

关键词 真空紫外 聚酰亚胺薄膜 出气性能 表面结构

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带搅拌器的ZBO低温贮箱三维模拟 被引量：2

20

作者 冶文莲 王丽红 +1 位作者 王田刚 潘雁频 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期5-9,共5页

根据低温液体在轨存储过程中出现低温贮箱压力升高的问题,提出采用低温制冷机与导热带耦合,并加入搅拌器的零蒸发损耗(ZBO)存储系统。采用流体分析软件Fluent建立了容积为0.12立方米的低温贮箱三维物理模型,预测了不同搅拌轴长度、不同... 根据低温液体在轨存储过程中出现低温贮箱压力升高的问题,提出采用低温制冷机与导热带耦合,并加入搅拌器的零蒸发损耗(ZBO)存储系统。采用流体分析软件Fluent建立了容积为0.12立方米的低温贮箱三维物理模型,预测了不同搅拌轴长度、不同搅拌器转速时低温贮箱内流体温度场、速度场、流场的分布情况,并进行对比分析。结果显示,搅拌器的加入降低了贮箱内流体最高温度,同时搅拌轴的长度以及转速均对系统内温度场产生影响。最后简要介绍了液氮ZBO存储试验装置及后续试验方案。 展开更多

关键词 低温液体存储 搅拌器 零蒸发损耗

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