低温阀门试验装置及其试验过程的低温传热学分析

文中结合工程实际,从低温传热学的角度,对低温阀门深冷试验装置的关键部件和试验过程进行分析,从而对装置在生产制造方面提出了一些建议,并就装置在使用过程中出现的一些现象进行了探讨。

低温传热中的热波现象

热波现象是低温传热中的常见现象，对热波理论的研究具有重要的理论与应用价值。本文所涉及的范围包括固体中的热波现象和超流氦中的热波现象，结合近年来在此领域中的研究成果，介绍了其主要公式的推导过程及对热波现象的一些宏观或微现的解释，指出了热波理论的应用前景和在工程中的应用价值。

CAT-1偶极场装置悬浮超导磁体介绍与低温传热分析

针对我国目前处于设计研发阶段的天环一号(CAT-1)悬浮偶极场磁约束装置等离子体实验运行相关的Nb3Sn低温超导磁体悬浮时间问题进行分析与计算。完成了低温悬浮超导磁体的三维内部结构有限元建模;开展了在低温冷却系统连接切断情况下,悬浮超导磁体线圈温度分布随时间变化的模拟分析。结果表明:在切断低温供冷后悬浮超导磁体线圈在8.15 h内始终维持超导特性,部件区域最高温度低于超导材料失超限制值10 K,满足CAT-1装置实验运行要求,初步验证了本悬浮超导磁体内部结构参数设计的合理性与可靠性。

低温重力热管传热性能的理论与实验研究

为给重力热管在低温区的应用提供理论依据,以液氮作为工质对其稳态传热特性进行了实验研究.分别对冷凝段、蒸发段液膜和液池进行分析,建立了综合的数学模型.根据质量和能量守恒方程迭代计算得到了液池高度和液膜沿管长的分布.在液池模型中,通过假设空泡系数的分布,基于其他实验研究的结论提出了自然对流与核态沸腾换热面积公式.当工质液体体积与重力热管总体积的比值为13.5%和15.2%时,计算值与实验值吻合较好.理论和实验研究结果均表明,在蒸发段内液膜和液池的位置对蒸发段壁温的分布有较大的影响.

Ar-Kr低温界面传热过程分子动力学模拟

运用非平衡分子动力学原理和LJ势函数仿真研究氩(Ar)与氪(Kr)之间的界面层传热问题,模拟其界面传热的能量变化过程。仿真结果表明,即使界面粗糙度为0,低温固体界面热阻仍然存在。平均温度为40K,粗糙度为0时,氩(Ar)与氪(Kr)之间界面热阻为0.15～0.18Wm2/K,相对误差小于17%。

多孔介质材料在低温下的传热特性实验研究

对多孔介质材料在低温下的传热特性进行了实验研究,在填充液氮以后其低温维持时间明显增加,主要原因是由于多孔材料的参与改变了传热特性;采用连续介质管束模型,用有限元分析软件对其整体温度场分布进行了数值模拟计算,计算结果和实验数据吻合。

回转式空气预热器低温段传热元件阻力特性试验研究

试验利用大型传热风洞试验系统,在模拟回转式空气预热器实际运行工况条件下,通过测量试验段传热元件压降,得到了回转式空气预热器低温段搪瓷波纹板和陶瓷平板2种传热元件摩擦因子对数与雷诺数对数之间相互关系,为两类传热元件阻力特性数值计算提供了基础数据。通过具体实验数据对比分析,得到了陶瓷平板阻力是搪瓷波纹板3～4倍的试验结果,为低温段传热元件的优化选取提供了依据。

相变换热混合工质板翅式换热器流动与传热数值模拟

采用由SRK方程计算得出的混合工质物性参数,将具有相变两相流体物性分三部分处理,得出混合工质分段物性数据拟合曲线,并输入FLUENT软件的材料物性数据文件中,作为数值模拟物性参数数据。在上述物性数据处理的基础上,对混合工质天然气液化装置中换热器采用分段方式进行稳态数值模拟研究,得到沿长度方向一定温度下传热系数、压力梯度的变化曲线。通过与MUSE软件数据比较,计算结果有一定合理性,所得结论为有相变换热的混合工质低温板翅式换热器的设计和优化提供一定参考。

低温固体界面热阻三维可视化仿真

提出低温固体界面传热的可视化仿真,将固体界面传热微观过程和宏观参数计算可视化。采用VC++6.0工具设计了界面传热的可视化仿真软件,基于Bi2223与氮化铝陶瓷(AlN)界面热阻低温实验数据,导入仿真软件,得到Bi2223与氮化铝陶瓷(AlN)界面传热的可视化仿真图和仿真曲线,用仿真手段探索三维界面层传热的微观机理。

低温风洞绝热系统的研究现状及其关键技术

为保持低温风洞的内部环境温度,提高试验效率,基于低温风洞运行的特殊工况,讨论多种低温绝热方式在低温风洞中应用的可行性,总结了目前小尺寸研究型低温风洞绝热系统的研究现状,对比分析外绝热、冷箱、内绝热以及内外绝热组合等4种绝热结构的优缺点.对低温风洞内绝热系统的关键技术点——设计技术、低温流-固-热多场耦合分析技术及试验技术进行了阐述分析,并对大型低温风洞内绝热系统设计和建设过程中需要重点开展的工作进行了展望.

超级开架式气化器传热管换热过程的数值模拟分析

超级开架式气化器(SuperORV)是一种以海水为热源的新型气化器,它采用双层结构的传热管,可有效改善传统开架式气化器管束外结冰的状况并提高换热效率,而目前国内对该装置传热性能的研究还较少。为此,对SuperORV关键传热单元——传热管的换热过程进行了模拟研究,建立了SuperORV传热管整体换热过程的传热计算模型。该模型利用两组离散化方程组分别描述了SuperORV传热管气化段和加热段的传热过程,在给定的尺寸和边界条件下对传热管的整体换热性能进行了数值模拟,得到了传热管各个局部的表面换热系数和温度分布曲线,进而推导出了传热管总换热系数和热流密度的分布曲线。海水和外翅片管上的温度分布曲线可用于预测传热管外表面易结冰的位置,传热管总换热系数和热流密度的分布曲线则可为传热管的整体换热性能描述提供帮助。该模型及相关模拟分析可望为该类气化器的设计、选型和运行管理提供参考。

阀门低温试验节能性研究

阀门低温试验是检验低温阀门质量的一个重要手段,试验过程中需要消耗大量的试验冷媒和试验介质。针对阀门低温深冷试验装置,运用低温传热学原理,进行试验冷媒和试验介质消耗的定量分析,确定消耗公式,提出节能优化的解决方案。

“博瑞特杯”2019年度《工业锅炉》优秀论文评选活动揭晓公告

由博瑞特热能设备股份有限公司的冠名赞助“博瑞特杯”2019年度《工业锅炉》优秀论文评选活动,在广大读者以及行业有关专家的关心支持下,已圆满结束。现将评选结果公布如下:一、获奖优秀论文一等奖:赵钦新,李玉峰,白家境,等第1期《多热源互补耦合低温传热技术》二等奖:张世红,廖新杰,张雄,等第2期《生物质燃料转化利用技术的现状发展与锅炉行业的选择》。

我国成功研制出新型冷凝蒸发技术

西安交通大学教授吴裕远及其合作者经过15年的研究开发．最近成功地研制出新型冷凝蒸发技术．并用此技术发明了世界上首台新型冷凝蒸发器．经过几年的推广应用．取得了显著的社会经济效益。这标志着我国低温相变传热技术研发取得了重大突破。