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基于低温制冷机的小型氢液化方案对比
1
作者 史超越 宛传聪 +2 位作者 朱少龙 邱利民 王凯 《低温工程》 北大核心 2025年第1期29-35,共7页
通过构建小型氢液化系统热力学稳态模型并使用Matlab进行数值模拟,探究了制冷机排布方式、数量以及氢气压力、换热温差和正仲氢转化对液化率的影响。研究发现,制冷机串联排布较并联排布具有显著的性能优势,两台制冷机串联时液化率可达3.... 通过构建小型氢液化系统热力学稳态模型并使用Matlab进行数值模拟,探究了制冷机排布方式、数量以及氢气压力、换热温差和正仲氢转化对液化率的影响。研究发现,制冷机串联排布较并联排布具有显著的性能优势,两台制冷机串联时液化率可达3.70 kg/d,而并联时液化率仅为1.53 kg/d。氢气压力是影响液化性能的关键参数,当压力从0.1 MPa增至1.0 MPa时,单台制冷机的液化率增长140.5%。降低换热温差可有效改善系统性能,当温差从1 K降至0.5 K时,单机液化率提升6.6%,但需权衡换热器成本。考虑正仲氢转化后,系统液化率下降约10%—15%。 展开更多
关键词 氢液化 低温制冷机 小型液化系统 热力学模型制冷机排布 正仲氢转化
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日本空间液氦温区低温技术的发展现状 被引量：16
2
作者 甘智华 陶轩 +2 位作者 刘东立 孙潇 闫春杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1821-1835,共15页
介绍日本空间探测器中液氦温区低温技术的发展历程,大致可以分成3个阶段:超流氦杜瓦(湿法)、斯特林制冷机冷却超流氦杜瓦(半干半湿法)以及斯特林制冷机预冷J-T(Joule-Thomson)制冷机(干法).通过不断改进,制冷机的性能和可靠性稳步提高.... 介绍日本空间探测器中液氦温区低温技术的发展历程,大致可以分成3个阶段:超流氦杜瓦(湿法)、斯特林制冷机冷却超流氦杜瓦(半干半湿法)以及斯特林制冷机预冷J-T(Joule-Thomson)制冷机(干法).通过不断改进,制冷机的性能和可靠性稳步提高.日本依托一系列空间项目,用早期项目的经验为后续计划确定方向,在解决问题的过程中进步,可以为我国开发相关技术提供参考. 展开更多
关键词 液氦温区 斯特林制冷机 J-T制冷机 空间探测器
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空间用4 K温区预冷型JT制冷机研究进展及关键技术分析 被引量：12
3
作者 刘东立 申运伟 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-9,共9页
综述了空间用4 K温区预冷型JT制冷机方案及其相关的空间项目,研究表明该类型制冷机一般由斯特林或斯特林型脉管制冷机和JT制冷机组成,前者为后者提供预冷,后者通过节流效应降温获得4 K温区的制冷量。总结了制冷机的性能参数和系统结构,... 综述了空间用4 K温区预冷型JT制冷机方案及其相关的空间项目,研究表明该类型制冷机一般由斯特林或斯特林型脉管制冷机和JT制冷机组成,前者为后者提供预冷,后者通过节流效应降温获得4 K温区的制冷量。总结了制冷机的性能参数和系统结构,对比分析了该类型制冷机与GM/JT制冷机间存在的性能差距和关键技术差别,阐明了预冷温度和压力等参数对制冷机效率的影响,指出了当前该类型制冷机的改进空间和方案。 展开更多
关键词 4 K 温区 空间应用 探测器 JT 制冷机 线性压缩机
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-60℃温区精馏型自复叠制冷系统R41替代R23的理论与实验 被引量：2
4
作者 宋琦 乐生健 +4 位作者 吕东杰 王辉 徐象国 王勤 郭智恺 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期304-310,共7页
选取R1234ze(E)作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze(E)和R41/R1234ze(E)混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对... 选取R1234ze(E)作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze(E)和R41/R1234ze(E)混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明:以R1234ze(E)作为高沸点组分时,用R41替代R23后系统COP略有下降,单位体积压缩功减小1/3~1/2,单位容积制冷量稍有降低,但系统单位质量制冷量明显提高,可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。 展开更多
关键词 二元混合物 精馏柱 自复叠 R23 R41 环境 数值分析
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低温浆体电容式液位计的优化及实验 被引量：2
5
作者 李亦健 吴舒琴 金滔 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期966-970,1019,共6页
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,... 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46.76pF/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. 展开更多
关键词 低温两相流 氮浆 低温测量 电容法 液位计
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基于传输管的三级级联脉管制冷机实验研究 被引量：2
6
作者 赵钦宇 王龙一 +1 位作者 甘智华 金泽远 《低温工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期14-20,共7页
为提高脉管制冷机制冷效率,通过引入一根特殊设计的传输管,将本应在前一级脉管制冷机脉管热端耗散声功回收,理论上多级级联脉管制冷机制冷效率可达卡诺效率。基于该理论,在已有两级级联脉管制冷机基础上串入第三级制冷机。实验结果显示... 为提高脉管制冷机制冷效率,通过引入一根特殊设计的传输管,将本应在前一级脉管制冷机脉管热端耗散声功回收,理论上多级级联脉管制冷机制冷效率可达卡诺效率。基于该理论,在已有两级级联脉管制冷机基础上串入第三级制冷机。实验结果显示,该三级级联脉管制冷机最高可获得253.6 W@233 K制冷量,较单级制冷机制冷效率增加39.9%,制冷效率进一步趋于卡诺效率。 展开更多
关键词 传输管 卡诺效率 脉管制冷机 声功回收 三级级联
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适用于疫苗低温保存冷库的空气压缩制冷系统性能研究 被引量：2
7
作者 王勤 张靖鹏 +2 位作者 罗介霖 李勇华 王辉 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期153-160,共8页
基于空气制冷系统制冷剂安全环保且可就地取材、蒸发器无需除霜的特点,本文研究了其应用于-70℃低温疫苗冷库的性能和可行性,与文献对比验证了热力学模型的准确性,并与复叠式制冷系统进行了性能对比。结果表明:在环境温度为35℃时,采用... 基于空气制冷系统制冷剂安全环保且可就地取材、蒸发器无需除霜的特点,本文研究了其应用于-70℃低温疫苗冷库的性能和可行性,与文献对比验证了热力学模型的准确性,并与复叠式制冷系统进行了性能对比。结果表明:在环境温度为35℃时,采用三级压缩(总压比为8)和回热器(夹点温差为5℃)的空气制冷系统的COP在库温-70~10℃范围内为0.23~0.38,基本呈线性变化,在-70℃时比复叠式制冷系统COP小25.8%;在环境温度升高10℃时空气制冷系统COP和制冷量仅降低5%和3%,变化程度远小于复叠式制冷循环(COP降低15%,制冷量降低8%),因此环境温度对库温造成的波动更小;空气制冷系统可以通过调节出气状态来改变送风压差,对疫苗冷库进行均匀送风。相比复叠式制冷系统减少了风机设备成本功耗,调节更加方便。因此,空气制冷系统在-70℃以下温区应用于疫苗低温保存具有很高的可靠性和稳定性,特别适用于疫苗低温运输设备,应用潜力很大。 展开更多
关键词 空气制冷 低温冷库 热力学分析 疫苗储存
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氢低温套管式换热器模拟及实验验证
8
作者 刘磊 申运伟 +4 位作者 陈舒航 邱长煦 刘少帅 刘东立 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期22-28,共7页
建立了考虑外管壁轴向导热与辐射漏热的套管式换热器数值模型,对搭建的预冷型液氢温区JT制冷机中套管式换热器出口温度进行模拟,结果表明:考虑外管壁的模型与实验结果更加吻合。利用该模型计算不同压比与流量情况下换热效率变化,流量由1... 建立了考虑外管壁轴向导热与辐射漏热的套管式换热器数值模型,对搭建的预冷型液氢温区JT制冷机中套管式换热器出口温度进行模拟,结果表明:考虑外管壁的模型与实验结果更加吻合。利用该模型计算不同压比与流量情况下换热效率变化,流量由10 mg/s升高至30 mg/s,效率降低2.70%;压比由6升高至10,效率升高0.25%。 展开更多
关键词 套管式换热器 模型计算 低温 实验
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文氏管中低温流体汽蚀过程可视化实验研究 被引量：6
9
作者 赵东方 朱佳凯 +4 位作者 徐璐 余柳 张小斌 陈建业 王宇辰 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期56-61,共6页
搭建了一套液氮可视化汽蚀试验台,借助高速摄像机观察了液氮汽蚀文氏管云状汽蚀的非稳态特性。给出了云状汽蚀在不同时刻的汽蚀结构,发现不同于水汽蚀有清晰的气液界面,液氮汽蚀呈两相混合云雾状。云状汽蚀表现为高度的不稳定性,除了尾... 搭建了一套液氮可视化汽蚀试验台,借助高速摄像机观察了液氮汽蚀文氏管云状汽蚀的非稳态特性。给出了云状汽蚀在不同时刻的汽蚀结构,发现不同于水汽蚀有清晰的气液界面,液氮汽蚀呈两相混合云雾状。云状汽蚀表现为高度的不稳定性,除了尾部汽蚀在二次射流和湍流作用下周期性脱落外,中心汽蚀区还在二次射流作用下做上下周期性摆动。发现二次射流为非轴对称分布,对二次射流导致汽蚀区脱离壁面及摆动机理进行了分析。同时发现汽蚀的非稳态特性导致压力和流量相应非稳态波动,压力在空间波动导致了汽蚀溃灭区气相含量在空间上也呈现大小周期性排列。 展开更多
关键词 液氮 汽蚀 实验 可视化 低温
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基于平板热管技术的电子器件热管理研究进展
10
作者 罗松 严昱昊 +4 位作者 叶恭然 朱剑杰 欧阳洪生 肖隆湟 韩晓红 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-22,49,共23页
随着电子器件不断趋于小型化和高度集成化发展,电子器件功率过高引发的散热问题亟待解决。平板热管由于具有均温性好、散热效率高等优势已为许多大功率电子元器件的散热问题提供了有效的热管理解决方案。但面对如今越来越多元化的散热需... 随着电子器件不断趋于小型化和高度集成化发展,电子器件功率过高引发的散热问题亟待解决。平板热管由于具有均温性好、散热效率高等优势已为许多大功率电子元器件的散热问题提供了有效的热管理解决方案。但面对如今越来越多元化的散热需求,开发适应新型电子设备散热需求的高效平板热管仍是当前研究的热点。基于此,在对平板热管工作原理及结构特点进行阐述的基础上,对平板热管的传热性能、影响传热性能的因素(毛细芯结构、腔体厚度、工质、充液率、倾角和热源)、强化平板热管传热性能的措施(不同润湿性表面和支撑柱结构等)及其在小型化电子设备、IGBT晶体管、LED和电池组等电子器件散热应用等方面进行了系统性综述,指出研究不同毛细芯结构与腔体厚度下平板热管内部流动传热特性、散热性能强化的机制和综合优化方法,以及如何在不同电子器件热管理需求下设计出空间适应性强而散热性能高效的平板热管等仍是当前平板热管有待进一步突破的关键技术,将为平板热管在电子器件散热领域的进一步深入研究与优化提供一定参考。 展开更多
关键词 平板热管 临界热流密度 表面润湿性 强化传热 电子器件散热
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R32/R134a混合制冷剂扩散吸收制冷系统实验研究 被引量：3
11
作者 郑瑞芮 王世宽 +2 位作者 卢炜 王勤 陈光明 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期20-24,29,共6页
在国内外扩散吸收制冷研究现状的基础上,分别采用R32、R134a和R32/R134a混合物为制冷剂,DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为吸收剂,Ar为扩散气体,对扩散吸收制冷系统进行了性能研究,探究了混合制冷剂配比以及加热功率对系统制冷效果的影响。实验... 在国内外扩散吸收制冷研究现状的基础上,分别采用R32、R134a和R32/R134a混合物为制冷剂,DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为吸收剂,Ar为扩散气体,对扩散吸收制冷系统进行了性能研究,探究了混合制冷剂配比以及加热功率对系统制冷效果的影响。实验结果显示,R32/R134a混合制冷剂的制冷效果要优于R32或R134a纯制冷剂,且在不同的组分浓度和不同的加热量下,制冷效果不同,存在较好的R32浓度范围。 展开更多
关键词 扩散吸收 混合制冷剂 实验
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基于斯特林制冷机的文物恒湿展柜设计及实验研究 被引量：1
12
作者 汪宁 张学军 +3 位作者 赵阳 甘智华 张春伟 余萌 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期179-186,共8页
博物馆文物保存过程中相对湿度对文物的影响尤其重要,因此针对目前小型展柜广泛采用的半导体制冷存在制冷量小的缺点,结合斯特林制冷机制冷量大、寿命长、安全可靠等优点,设计并搭建了一台基于斯特林制冷的文物恒湿展柜装置,实现对微环... 博物馆文物保存过程中相对湿度对文物的影响尤其重要,因此针对目前小型展柜广泛采用的半导体制冷存在制冷量小的缺点,结合斯特林制冷机制冷量大、寿命长、安全可靠等优点,设计并搭建了一台基于斯特林制冷的文物恒湿展柜装置,实现对微环境中相对湿度的精确调节。将斯特林制冷机的冷头置于优化设计的水槽中用于控制水温,采用空气与水直接接触的方式控制展柜内空气湿度。结果表明:使用散热片以及小型循环水泵可以大幅提升冷头与水之间的换热效率;合理的风机控制策略可以有效提升展柜湿度调节速度,维持湿度稳定,降低系统能耗;展柜内的相对湿度在45.0%~65.0%之间连续可调,并能保持稳定。 展开更多
关键词 文物展柜 恒湿 斯特林制冷机 优化设计 传热 传质
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基于低温制冷机的铝合金RRR值测试 被引量：2
13
作者 尹成厚 刘东立 +2 位作者 甘智华 金泽远 王邦旭 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期27-32,共6页
介绍了目前测量合金材料剩余电阻率比RRR(Residual resistivity ratio)值的3种主要方法,比较了各自的优点和不足,进而提出了基于低温制冷机的测试方法,经过理论分析和实验验证可知,该方法不仅可以得到材料的RRR值,还可以得到材料在各个... 介绍了目前测量合金材料剩余电阻率比RRR(Residual resistivity ratio)值的3种主要方法,比较了各自的优点和不足,进而提出了基于低温制冷机的测试方法,经过理论分析和实验验证可知,该方法不仅可以得到材料的RRR值,还可以得到材料在各个温度下的电阻值,并拥有目前3种主要方法所不具备的优势。最后把低温制冷机测得的结果与PPMS的测量结果进行对比分析,从而论证了基于低温制冷机平台测量方法的合理性和测量结果的准确性。 展开更多
关键词 低温制冷机 剩余电阻率 铝合金PPMS系统 四线法
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无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机实验研究 被引量：2
14
作者 申运伟 刘东立 +5 位作者 刘磊 邱长煦 陈舒航 李睿泽 仇旻 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1-5,共5页
为验证无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机的可行性,搭建了闭式液氦温区JT制冷机实验平台,开展了降温实验,实现了液氦温区制冷。通过调节压缩机背压,在压比为9.57时优化得到浮动涡旋压缩机的效率为8.65%,此时制冷机可在4.4 K提供24... 为验证无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机的可行性,搭建了闭式液氦温区JT制冷机实验平台,开展了降温实验,实现了液氦温区制冷。通过调节压缩机背压,在压比为9.57时优化得到浮动涡旋压缩机的效率为8.65%,此时制冷机可在4.4 K提供24.0 mW制冷量。 展开更多
关键词 无油浮动涡旋压缩机 JT制冷机 液氦温区 实验
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制冷剂快速泄漏过程中分体空调系统运行特性的实验研究 被引量：1
15
作者 张绍志 方家浩 +2 位作者 梁璐瑶 李泽田 陈光明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2086-2093,共8页
为了探究制冷系统的制冷剂在快速泄漏过程中,泄漏与运行之间的交互作用,搭建了能够监控制冷剂泄漏量的家用空调制冷系统泄漏实验台,并对泄漏过程中制冷系统的运行情况开展了实验.在泄漏点位于室内机侧、初始制冷剂充注量为920 g、初始... 为了探究制冷系统的制冷剂在快速泄漏过程中,泄漏与运行之间的交互作用,搭建了能够监控制冷剂泄漏量的家用空调制冷系统泄漏实验台,并对泄漏过程中制冷系统的运行情况开展了实验.在泄漏点位于室内机侧、初始制冷剂充注量为920 g、初始泄漏速率变化为0.08~0.60 g/s时,随着泄漏过程的进行,压缩机排气温度不断上升,蒸发器入口温度、冷凝压力、蒸发压力、冷凝器出口过冷度以及压缩机功率不断下降.当制冷剂泄漏比例达到某一临界点时,上述运行参数会发生加速的情况.在制冷模式下,临界比例约为20%,热泵模式下约为15%.制冷剂的泄漏速度随时间逐渐减小,泄漏开始1 h后制冷和制热模式下的泄漏速度分别减小了55.7%和63.6%. 展开更多
关键词 制冷剂 泄漏 制冷系统 运行性能 空调
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液氮汽蚀实验中低温热电偶的标定及误差分析
16
作者 谢黄骏 朱佳凯 +2 位作者 徐璐 陈建业 张小斌 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期16-20,68,共6页
提出并验证了一种方便、快捷的获得77—90 K之间稳定温度点的方法,并基于该方法对应用于液氮汽蚀实验中温度测量的热电偶进行了标定。对标定后热电偶的测温结果进行了详细的不确定度分析,该分析方法旨在结合标定与使用时的各种条件对测... 提出并验证了一种方便、快捷的获得77—90 K之间稳定温度点的方法,并基于该方法对应用于液氮汽蚀实验中温度测量的热电偶进行了标定。对标定后热电偶的测温结果进行了详细的不确定度分析,该分析方法旨在结合标定与使用时的各种条件对测量结果的影响,得出应用该热电偶进行每一次测温时所得结果的综合不确定度。分析结果表明,该方法标定所得的热电偶具有良好的测温精度,满足液氮汽蚀实验的测温需求;Keithley2700在测量热电势时的量程误差分量是对标定热电偶测温精度影响最大的部分。 展开更多
关键词 低温 热电偶 标定 不确定度分析 液氮
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液氢温区直接节流JT制冷机降温实验
17
作者 申运伟 刘东立 +3 位作者 刘磊 邱长煦 耑锐 甘智华 《真空与低温》 2022年第3期273-278,共6页
空间用大冷量低温制冷机是实现液氢长期在轨零蒸发贮存的关键技术之一。预冷型液氢温区直接节流JT制冷机无低温运动部件,结构简单,降温过程无需旁通,具备实现空间大冷量制冷的潜力,可单独实现冷量远距离传输。采用直接节流流程方案搭建... 空间用大冷量低温制冷机是实现液氢长期在轨零蒸发贮存的关键技术之一。预冷型液氢温区直接节流JT制冷机无低温运动部件,结构简单,降温过程无需旁通,具备实现空间大冷量制冷的潜力,可单独实现冷量远距离传输。采用直接节流流程方案搭建了用GM制冷机预冷的液氢温区直接节流JT制冷机开式系统实验测试平台,阐述了制冷过程,分析了降温过程存在的问题,在20.8 K测得了10.19 W制冷量。 展开更多
关键词 液氢温区 大冷量 直接节流 JT制冷机
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有限空间内制冷剂掠遇障碍物的扩散分布特性和燃爆区域研究
18
作者 李亚伦 周培旭 +4 位作者 叶恭然 庄园 严昱昊 欧阳洪生 韩晓红 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期71-83,共13页
制冷剂泄漏至有限空间内掠遇障碍物后会出现不同的扩散和分布特性,分析制冷剂物性对于制冷剂掠遇障碍物后扩散过程和分布的影响,对可燃制冷剂泄漏所形成燃爆区域的预测具有重大意义。选择R717、R290、R32和R1234yf为泄漏制冷剂,探究制... 制冷剂泄漏至有限空间内掠遇障碍物后会出现不同的扩散和分布特性,分析制冷剂物性对于制冷剂掠遇障碍物后扩散过程和分布的影响,对可燃制冷剂泄漏所形成燃爆区域的预测具有重大意义。选择R717、R290、R32和R1234yf为泄漏制冷剂,探究制冷剂泄漏至有限空间后掠遇较高和较低两种类型障碍物的扩散和分布特性,详细分析工质物性参数对制冷剂扩散过程及燃爆区域的影响。结果发现:制冷剂泄漏后掠遇较高的障碍物会产生不同程度的刚性膨胀,密度小的制冷剂迅速朝着与泄漏方向相反的方向运动,并在空间顶部聚集,密度大的制冷剂沿着障碍物表面向地面运动。随着测点高度降低,R717的质量分数从2.04%降至0.024%,R1234yf的质量分数从0.192%增至1.64%。泄漏孔下方R290和R744的质量分数分别为0.92%和1.27%,制冷剂密度接近时,黏度大的制冷剂质量分数更高。形成的可燃区域主要存在于较高障碍物的上方,随着泄漏量增大,燃爆区域在y-z截面上逐渐向地面延伸;制冷剂泄漏后掠遇较低障碍物主要在泄漏孔下方堆积,并沿着较低障碍物的表面逐渐向空间其他低质量分数区域扩散。密度较小的制冷剂分布较为均匀,随着制冷剂密度增大,制冷剂在泄漏孔下方堆积显著。竖直方向上,随着测点高度降低,R1234yf和R717的质量分数分别从0.066%和1%增至2.12%和1.14%。燃爆区域主要存在于泄漏孔下方障碍物与墙体围成的角落,随着制冷剂泄漏量增大,燃爆区域沿着较低障碍物的表面向地面延伸。 展开更多
关键词 可燃制冷剂 泄漏 障碍物 热物性参数 燃爆区域
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低温氦气引射液氮时液滴群在引射器扩散腔中的流动与传热特性
19
作者 杨璐琳 王奇栋 +1 位作者 贺天彪 金滔 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期25-31,85,共8页
为了优化低温氦气引射液氮过程中固体颗粒的生成效果,对氮液滴群与氦气在引射器扩散腔内的传热与流动过程建立数学模型,分析了液氮凝固的阶段性变化特征及传热机制,重点研究了液滴初始直径、气体初始状态和液气流量比对氮浆生成效果的... 为了优化低温氦气引射液氮过程中固体颗粒的生成效果,对氮液滴群与氦气在引射器扩散腔内的传热与流动过程建立数学模型,分析了液氮凝固的阶段性变化特征及传热机制,重点研究了液滴初始直径、气体初始状态和液气流量比对氮浆生成效果的影响。结果表明:不同粒径液滴的凝固过程存在显著差异,粒径小的液滴更容易凝固,但在固体调温阶段会反向传热;随着液滴直径的增大,完全凝固位移呈现指数增长;传质的贡献随气体温度的升高而增大,在大液滴的冻结阶段起主导作用。降低气体初始速度和温度有利于提高出口凝固率,在30 K的气体初始温度下改变液气流量比时凝固率均高于99%;但固体生成速率和换热效率主要随液气流量比的增大而增大。 展开更多
关键词 氮浆 引射器 液滴凝固 传热传质
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基于改进AVOA的小型自由活塞斯特林制冷机控制算法研究
20
作者 张仲秀 徐雅 +1 位作者 孙大明 王建中 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期86-94,共9页
针对小型自由活塞斯特林制冷机在温度控制系统中建模复杂以及易受环境温度和热负载变化的影响等问题,提出一种基于改进非洲秃鹫优化算法的模糊PID控制算法。通过在一台10 W@77 K自由活塞斯特林制冷机的温度控制系统中加入滞环偏置继电... 针对小型自由活塞斯特林制冷机在温度控制系统中建模复杂以及易受环境温度和热负载变化的影响等问题,提出一种基于改进非洲秃鹫优化算法的模糊PID控制算法。通过在一台10 W@77 K自由活塞斯特林制冷机的温度控制系统中加入滞环偏置继电器辨识制冷机的数学模型,以此构建闭环控制系统,着重针对基于改进非洲秃鹫算法的模糊PID控制算法进行仿真实验。针对非洲秃鹫优化算法存在的容易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,提出了一种融合多策略的改进非洲秃鹫优化算法,其中引入Tent混沌映射以提高初始个体多样性,并对次优秃鹫选择策略进行改进,加强算法脱离局部困境的能力,最后利用精英反向学习进一步增强算法全局搜索能力。仿真实验结果表明,该算法与PID算法、模糊PID算法和非洲秃鹫算法优化的模糊PID算法相比,调节时间分别降低79.69%、56.22%、50.26%,超调量分别减少87.70%、59.81%、60.38%;在加入方波扰动、白噪声、脉冲扰动和正弦波扰动下,控制系统的超调量的变化率分别为2.61%、2.35%、2.44%和2.49%。因此,基于改进非洲秃鹫算法的模糊PID控制算法与常规控制算法相比,具有响应速度快、超调小、抗干扰性强和稳定性好等优点。 展开更多
关键词 斯特林制冷机 继电反馈辨识 非洲秃鹫优化算法 抗干扰性
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