不同打发状态蛋清泡沫及其凝胶特性的比较

蛋清具有良好的起泡性和凝胶性,其在充气食品中具有难以取代的地位。为研究不同状态蛋清泡沫凝胶的理化性质,该文在室温条件下以恒定搅拌速率(980 r/min)制备了不同打发状态(打发时间为0、50、70和90 s)的蛋清泡沫,并测定了蛋清泡沫的理化特性。随后将不同打发时间的蛋清泡沫加热固化,制备了蛋清泡沫凝胶,通过显微观察、色度、质构和流变分析考察了蛋清泡沫凝胶的特性。实验结果表明,在恒定的搅拌速率下蛋清泡沫的气泡状态会随打发时间的变化而变化。适当延长打发时间,有利于形成比重较低的(0.16~0.17)、具有高起泡性和泡沫稳定性的固态泡沫。打发70 s的蛋清泡沫(蛋清泡沫呈小弯钩状,比重为0.165)稳定性最佳,且经加热固化后,该蛋清泡沫凝胶的亮度(L^(*)=90.28)显著升高,硬度(27.69 g)和弹性(0.78 mm)显著降低(P<0.05),凝胶性质优良。结果揭示了蛋清泡沫的流变学性质能显著影响蛋清泡沫及其凝胶的性能,为蛋清泡沫在充气食品中的应用提供了理论参考。

低温可视化力学装置传热分析与计算研究

为优化干冷式宽温域低温可视化力学测量装置的内部传热特性,降低装置传导和辐射漏热,提高样品的温度均匀性,基于Sage、COMSOL研究了不同尺寸试样的温度场分布,对比了两种计算方法的一致性。研究了试样表面发射率、窗口表面发射率以及窗口尺寸对试样温度的影响。结果表明:Sage、COMSOL两种方法计算的试样最低温度分别为4.2115、4.2194 K,温度基本一致,且Sage一维计算方法可以更直观地分析低温装置内各个传热节点的参数;当试样尺寸为3 mm×30 mm×2.5 mm的小规格尺寸,试样表面发射率低至0.01时,试样自身温度最为均匀,两端温差仅为0.005 K;降低窗口的表面发射率、减小窗口的辐射面积均有利于试样温度的均匀分布;小尺寸试样的温度分布几乎不受材料表面发射率和窗口参数的影响,自身温差始终保持最小。

干式量热器测量隔热结构热性能实验研究

设计搭建一套基于两级G-M制冷机的圆筒形干式量热器装置,首先分析铜制和铝制量热杆对装置误差的影响,其次对3组不同的隔热结构进行热性能实验测试,并研究不同的边界温度对隔热结构热性能的影响。实验结果表明,铝制量热杆测量误差更小;在高真空环境下,隔热泡沫对复合结构的绝热性能影响不大,MLI或者VDMLI起主要绝热作用;分别改变冷边界温度和热边界温度对隔热结构热性能的影响不同,热边界温度一定,冷边界温度由20 K增大到100 K时,通过隔热结构的热流密度略有减小;冷边界温度一定,热边界温度由300 K增大到350 K时,通过隔热结构的热流密度急剧增大。

三级同轴型脉冲管制冷机温度分布对回热器损失影响的数值研究

采用数值模拟方法研究三级同轴脉冲管制冷机,比较分析了同截面回热器和脉冲管的温度差异,并由此研究探讨了回热器各项损失与温度分布的相关性。结果表明,同一级回热器里不同形状的蓄冷材料之间的温度梯度会有较大的变化,导致轴向导热损失的明显增加。

单向玄武岩纤维增强树脂复合材料低温力学性能研究

通过纤维浸渍和缠绕技术制备了单向玄武岩纤维增强树脂(BF/EP)复合材料,并对单向BF/EP复合材料在室温和液氮温度(-196℃)下的拉伸、弯曲和压缩力学性能进行了测试。使用扫描电镜(SEM)对断裂试样进行微观形态分析,阐述在低温下其力学性能变化的机理。结果表明,从室温到液氮温度,单向BF/EP复合材料的拉伸、弯曲和压缩强度分别提高了45%,43.3%和51.5%。这是由于在低温下树脂和玄武岩纤维具有良好的界面相容性。同时,从室温到液氮温度,单向BF/EP复合材料最大拉伸和弯曲应变分别提高了27.3%和182.1%。

γ射线辐照对氰酸酯-环氧树脂材料低温电气性能的影响

大型超导磁体中采用的绝缘材料需要在极低温和强辐射的环境下保持良好的电气以及机械性能。文中以氰酸酯和双酚F环氧共混作为基底,无硼玻璃纤维进行增韧改性,采用真空浸渍工艺制备出改性的玻璃增强环氧树脂绝缘材料（glass fibre reinforced polymer,GFRP）,并对其进行1 MGy和5 MGy的γ射线辐照。在20~300K温度环境下对环氧复合材料的介电性能以及电导电流特性进行测试分析。测试结果表明,温度降至20K过程中,介电损耗γ峰对应的频率变化不大,幅值随着温度降低呈整体下降趋势,且高频区域没有出现新的损耗峰,GFRP材料的环氧-玻璃纤维界面性能保持良好。200K以下材料的电导率低,空间电荷限制电流阈值场强高;辐照对材料的作用表现为先交联后降解的过程,以降解过程为主,材料整体耐辐照性能较高。

高温超导滤波器系统散热模拟及实验研究

小型制冷机是高温超导滤波器系统的重要组成部分,在冷端提供冷量的同时需在热端向环境排热。基于模拟和实验,设计了一款散热翅片,并在自然对流的条件下对翅片的散热性能进行研究。结果表明,在功率为12 W时,散热翅片最高和最低温度分别为58.2℃和53.2℃,当在翅片背部增加一层石墨烯导热膜后,最大和最小温度分别降低了3.3℃和4.7℃;采用翅片和环境之间的传热热阻R_(s)来评价两种翅片的性能,铝-导热膜传热热阻介于2.58—3.05℃/W之间,相比于传统铝翅片其与空气传热热阻最高降低了33.3%。

液氮温区高温超导滤波器的漏热分析

为在液氮温区工作的高温超导滤波器的制冷机冷源选型,基于Sage 10软件对超导滤波器件的冷却装置进行了漏热分析,仿真计算了铜线和同轴线的几何参数对传导漏热量的影响,以及真空罩、冷盘的尺寸和发射率对辐射漏热量的影响,并综合上述分析计算了超导滤波系统的总漏热量。在仿真计算中发现,信号线的导热和真空罩中冷盘的辐射漏热在系统总漏热量中起主导作用。仿真计算结果表明,通过增大信号线长度、减小信号线直径的方式可将信号线漏热量降至0.72 W,约为初始导热量的1/3。与此同时,冷盘表面采用抛光镀金的方式减小表面发射率,使辐射漏热量降至原来的2/3。根据模拟计算的最优结果,选择制冷量为3 W@77 K的制冷机作为高温超导滤波器的冷源。

Design and development of a lightweight cryogenic system for high temperature superconducting(HTS)filters subsystem

Since the discovery of high temperature superconducting(HTS)materials in the 1980 s,HTS filters and motors have developed rapidly[1,2].The extremely low insertion loss and frequency selectivity of the HTS filter make it possible to greatly improve the signal receiving sensitivity and suppress interference noise.Therefore,it has great potential in aerospace application,satellite communications,mobile base stations,deep space exploration,radar,and other fields[3,4].

土壤中次生与碎屑组分的差异性剥蚀

在地表过程研究中,一般以表层土壤可溶元素的亏损程度代表风化强度,以表层土壤粗颗粒矿物中宇生核素的积累计算土壤存留时间,进而推算土壤剥蚀速率。这两种方法都基于一个重要的假设,即土壤中不同组分的一致剥蚀。相对于新鲜基岩,土壤中可溶元素的亏损主要体现在细颗粒次生黏土组分,而碎屑矿物的亏损程度较弱。细颗粒次生黏土的优先剥蚀会导致风化强度的低估,还会导致粗颗粒矿物存留时间大于土壤的总存留时间,从而低估土壤剥蚀速率。最近的研究表明,土壤不同组分可能存在差异性剥蚀。通过莱索托高地玄武岩风化土壤和流域地表水的铀同位素组成验证土壤不同组分是否存在差异性剥蚀。结果表明,碎屑组分在土壤中的存留时间为(543±32)ka,而次生黏土组分的存留时间为(22±11)ka,二者相差一个数量级。次生组分的存留时间与由区域风化通量计算得到的剥蚀速率24~33 t/(km^2⋅a)相匹配,表明次生黏土是土壤剥蚀的主要组成部分。该发现表明土壤中不同组分的差异性剥蚀可能是普遍存在的。次生黏土的优先剥蚀会导致风化强度和剥蚀速率被低估,引起风化通量的估算偏低,进而低估化学风化在全球碳循环中的作用。